在先進封裝領域,臺積電的腳步走的相當快速且前瞻,盡管 CoWoS 鎖定量少質精的極高階芯片,從 2.5D 技術延伸的 InFO (集成型晶圓級扇出封裝),早已因為 Apple 的采用而聲名大噪。臺積電所提出的系統級集成芯片 (System-On-Integrated-Chips) 技術,將配合 WoW (Wafer-on-Wafer) 與 CoW (Chip-on-Wafer) 制程,替芯片業者提供更能夠容許各種設計組合的服務,特別能夠結合高帶寬存儲器 (HBM)。
在 CPU方面,Qualcomm 宣稱其 Snapdragon 8cx 的性能,可以與大多數輕薄筆電上的 Intel 15 瓦 U 系列處理器相媲美,且其芯片的能源消耗僅是 Intel 的一半。對于 "全時連網計算機" (Always Connected PC,ACPC) 而言,減低芯片功耗及提升能源續航力是相當重要的事。
AMD EPYC 服務器 CPU 經過一年多市場的檢驗,已獲得許多云端服務商的青睞,包括 Amazon、微軟、百度、阿里巴巴、騰訊等,而盡管 AMD 并非這些系統廠的主力供應商,累積下來的出貨量也占了整個服務器芯片業務的 70%,價值累積數十億美元。此外,還有多達數十家 OEM/ODM、系統整合商與小型云端服務商決定采用 AMD EPYC 的服務器,讓 AMD 重回服務器市場,并打下了良好的根基。
然而,2018 年底福建省福州中級人民法院授予了訴中臨時禁令,要求 Apple 立即停止針對 Qualcomm 兩項專利、包括在中國進口、銷售和許諾銷售未經授權的產品的侵權行為,可以預見,這一變化將影響 5G 時代基帶芯片的格局。
八、三星半導體將持續世界第一的榮光
三星半導體利用其先進的 IC 工藝為自家產品提供處理器與微控制器芯片,這其中包括手機、家電及消費性電子產品等。但三星似乎仍不滿足,一直積極尋找與 GPU 有關的軟硬件人才,最近聘請來 NVIDIA 老將 Chien-Ping Lu 擔任 GPU 業務副總裁,負責領導 GPU 研發團隊。其事業版圖很快將延伸進繪圖芯片 (GPU) 領域。從三星集團整體的戰略來看,它是手機制造商、芯片設計商及晶圓代工廠商,加上原本在基頻芯片、存儲器與顯示器上的優勢,一旦未來應用處理器與繪圖處理器也都可以自制的話,三星建立起完整的手機垂直集成體系。
進入 7nm 工藝時代后,CAWOA 芯片的性能進一步提高,且功耗降低,其條件非常適合輕薄的筆電產品。據業內消息人士稱,Apple、華為、三星、聯發科、紫光展鋭均有望在高通之后,進入 CAWOA 筆電新領域。
2018年 12 月初,Qualcomm 宣布推出八核全新處理器 Snapdragon 8cx,適用于 Windows筆電、平板和 All in one 機型。從硬件的角度來看,它配置了 Qualcomm 迄今為止設計的最強大的 7nm CPU 和 GPU,使用新的 Adreno 680 Extreme GPU,速度是 Snapdragon 850 處理器的兩倍,能源效率提高了 60%,還可以同時支援兩個 4K HDR 外部顯示器 (以前只能支持一個)。
對于 Intel 來說,Amazon 進入 CPU 與 AI 芯片領域,意味著一個長期的大客戶一夕之間變成強大的競爭對手。十年前,Intel 被智能手機和平板電腦市場所擊敗,重重受傷了一次。如今科技行業發生了前所未有的進步,Intel 當年的獨門生意卻步上被淘汰的危險之中。
去年 11 月間,在 AMD 自家發布會上,首度公開展示下一代 EPYC ROME 服務器 CPU 原型,此款 CPU 不只采用全新 Zen 2 新運算架構,更是第一款晉升 7nm 工藝的服務器 CPU。且擁有 64 核心,128 線程,還能支援更大容量的內存及更高速的 I/O,不只運算效能翻倍,且比 EPYC CPU 提高多達 4 倍浮點運算效能,可以用來處理更高度復雜運算任務。未來將鎖定企業單路、主流 2 路服務器市場,預計今年推出上市。
CAWOA 芯片進軍 PC 市場的真正攔路虎,是應用軟件生態鏈尚未建立完整。而 Qualcomm、Microsoft 與 Google 更深度合作,為了改善第一代 Snapdragon 1000 在操作系統與應用軟件上的短版,第二代 Snapdragon 8cx,不僅加入支持 DirectX 12 API,與更多應用服務平臺連結,同時因為加入了支持 Windows 10 Enterprise,更大幅提升筆電處理器運算平臺的效能表現,借此增加全時連網筆電 (ACPC) 的實際可用性。
AMD 的 Ryzen 處理器在美國上市之后,市場份額一路上升,已占有美國 PC 處理器市場超過四成的份額,這是自 2007 年以來最好的成績。雖然在美國市場之外,AMD 尚未取得如美國市場那樣的突破性的進展,但是外界普遍認為隨著 Zen2 架構處理器的推出,AMD 在美國以外的市場也將取得突破。據 AMD 內部預估,在 2018 年能獲得全球大約 20% 的臺式計算機市占率,筆記本處理器則會有 18% 左右的市占率。根據預測,未來幾年內 AMD 的處理器市占率將翻倍,這樣一來就是 40% 左右的 x86 處理器市場的市占率了。20% 的市場份額差不多是 AMD 過往的正常水準,主要是沒有成功掠奪到足夠的 Intel 筆電的市場份額。
自從 2016 年起,ARM (安謀)、Qualcomm (高通)、Google (谷歌) 與 Microsoft (微軟) 合作,推進 Windows on ARM (WOA) 及 Chrome OS on ARM (COA) 的 PC 產業新生態鏈。在 Qualcomm 推出第一代驍龍 1000 (Snapdragon 1000) 全時互聯計算機 (Always Connected PC,ACPC) 后,也宣告了手機與平板生產商們取得了加入 PC 市場競爭的入門票。細數 2018 年半導體產業的工藝進步與新玩家進入 PC 與服務器的芯片生產 : 如 AMD (超微)、Apple (蘋果)、Google、Amazon (亞馬遜)、Qualcomm、Microsoft 等大廠蟄伏伺機出擊 CPU 市場。昔日的 PC 芯片霸王,在大廠們的十面埋伏下,是否將面臨烏江之擇呢 ?
四、Apple (蘋果) 操之在己的自用芯片與操作系統
當然,在 Intel 營收與獲利雙雙創下歷史新高的時點,卻唱衰其未來的展望。若不是無的放矢,便是捕風捉影、嘩眾取寵的天方夜譚。走過半個世紀的 Intel 半導體帝國,曾遇過各種的風雨,及無數的征戰與淬鏈,相信它絕對不會是個省油的燈。
Apple 擁有 Mac OS 與 iOS 的兩大操作系統平臺與完整的產品生態鏈,近年來更積極朝自制芯片努力,成果包含處理器、繪圖芯片等,各項用在行動裝置里的芯片,例如 : iPhone 和 iPad 中的 A 系列 CPU 芯片,MacBook Pro 的 T1 與 iMac Pro 中的 T2 加密芯片、AirPods 中的 W1、Apple Watch 中的 S 系列芯片和 W2 芯片、電源管理 IC 和自行研發 iOS 設備專用的 GPU 芯片。唯一美中不足的是,其筆電與桌電仍采用 Intel CPU。
高性能計算機從應用領域來看,"大數據/機器學習" 仍是當下超算的應用熱點,在 TOP 100 的超算系統中,共有 27 臺系統用于大數據分析與機器學習,用于科學計算的系統數量由去年占比僅 11.3% 上升至今年的 14%。
臺積電在 7nm 代工幾乎拿下了所有國際大客戶的訂單,上面提到的 AMD、Amazon Graviton、iPhone A12 處理器、NVIDIA、Qualcomm 外,博通、Xilinx、華為等,也全是臺積電的客戶。使得代工廠排名第二和第三的格芯與聯電因接不到高階訂單,只好相繼暫停先進工藝開發的窘境。在 7nm 節點上,臺積電已經占據了優勢地位。不僅如此,臺積電總裁魏哲家更宣布,2019 年第二季 5nm 將進入風險試產,2020 年將導入量產;而 3nm 工藝也已就位,就等廠房的環評通過,并計劃在 2022 年底量產。使用 5nm 工藝生產的 ARM Cortex A72 芯片,在速度上比 7nm 提升了 14.7% - 17.1%,而且芯片面積進一步縮小 1.8 倍。