美芯片公司對亞洲代工廠依賴加劇：IBM下代處理器由三星製造

（文/呂棟 編輯/尹哲）在AMD利用台積電代工“蠶食”英特爾CPU市場份額之際，後者不得不放下身段向台積電提出生產需求。

如今，由於格芯已在巨大的成本壓力下放棄7nm工藝的研發，IBM公司8月17日宣佈，其下一代數據中心處理器芯片將採用三星7nm EUV工藝製造，這也是該公司的首款7nm工藝處理器。

作為半導體產業的發源地，目前美國國內擁有眾多實力強悍的芯片設計企業，如高通、博通、賽靈思、蘋果等，但在美國製造的芯片僅一成左右，前述企業的芯片生產大都依賴於亞洲的芯片代工廠。

為減少科技產品製造對亞洲的依賴，過去兩個月，美國芯片行業正為大規模遊説活動做準備，以期獲得數百億美元的政府資金用於擴大本土研發和製造業務，進而維持美國在芯片行業的領先地位。

今年二季度全球晶圓代工市場份額：台積電51.5%，三星18.8%；GlobalFoundries（格芯）7.4%，聯電7.3%，中芯國際4.8%。數據來源：TrendForce

“擁有晶圓廠，才是真男人”

“擁有晶圓廠，才是真男人。”1994年，AMD創始人傑裏·桑德斯（Jerry Sanders）在建設晶圓廠時曾作出如此表述。事實上，IBM也曾經擁有自己的晶圓廠，而英特爾目前還在堅持着IDM模式。

（觀察者網注：IDM模式是集芯片設計、製造、封裝和測試等多個環節於一身；Fabless只負責芯片的電路設計與銷售；Foundry只負責製造、封裝或測試的其中一個環節。）

但令人唏噓的是，AMD和IBM現在已將先進芯片的生產託付給亞洲代工廠商（Foundry）。即便強如英特爾，也不得不在先進製程一再“擠牙膏”的情況下，尋求第三方代工以緩解自己的產能不足。

就在當地時間8月17日，IBM發佈一款新型數據中心用處理器芯片——Power10。該公司透露，這款芯片將由三星電子生產，採用7nm EUV（極紫外光刻）工藝，其性能將是上一代的3倍。

IBM Power處理器技術路線

與現在尋求代工相比，IBM也曾在半導體制造領域擁有自己的高光時刻。1988年，IBM建設全球第一條200mm晶圓生產線，隨後投資超過25億美元，於2002年建設全球最先進的300mm生產線。

根據市場調研機構“iSuppli”的統計報告，2003年IBM的晶圓代工服務已擠入世界前三強，以6.3%的市場份額緊隨台積電、聯電之後。

當時，中芯國際3.65億美元的營收還不到IBM 8億美元的一半。

然而，雖然在2003年的晶圓代工市場表現亮眼，但時任IBM科技事業部技術製造服務總經理約翰·阿科切拉（JohnAcocella）卻強調，該公司並不打算追隨台積電或聯電的腳步成為晶圓代工大廠。

時間輾轉到了2014年10月，由於虧損嚴重，IBM不得不請求格芯（Global Foundries）收下其晶圓工廠，同時為避免支付更高額的遣散費與後續訴訟，前者還承諾在未來3年“倒貼”格芯15億美元現金。

除此之外，雙方當時還達成協議，格芯將在未來10年內提供22nm、14nm及10nm技術給IBM，主要為後者供應Power處理器。

IBM的“Power10”CPU  圖片來源：IBM官網

三大巨頭均找外部代工

2009年3月，格芯作為合資公司從AMD拆分出來，最大股東為阿布達比創投基金（ATIC），AMD在其中的持股比例為8.8%。

成立之初，源於和AMD的關係，格芯主要承接AMD處理器和繪圖芯片的生產訂單，之後才陸續開始承接其他半導體企業的外包訂單。

尷尬的是，2011年，AMD Bulldozer架構的微處理器由格芯代工32nm製程時，因良率過低，造成原計劃當年一季度出貨的進度，一直延誤到四季度，使得後來AMD無奈將部分訂單轉交給台積電。

作為格芯的最大股東，ATIC持續為格芯先進製程投入巨資，但後者的研發並不順利。2011年，台積電已量產28nm製程，但格芯卻遲至2012年下半年才正式量產該工藝。

而在14nm FinFET工藝上，格芯2014年4月宣佈從三星獲得該項技術專利。這不免讓人質疑該公司在14nm工藝研發上遭遇挫折，研發能力也遭人詬病。

眾所周知的是，對於晶圓廠商而言，先進的工藝就是最核心的競爭力。但巨大的研發投入、昂貴的設備和折舊費用對格芯來説，像滾雪球一般，使其深陷財務泥潭，持續虧損。

圖自富途證券

由於無法負擔高昂的成本，格芯在2018年8月宣佈退出7nm工藝的競賽。

雖然7nm工藝所需的鉅額研發資金是格芯考慮退出的重要因素，但由於蘋果、高通、華為、英偉達等先後將7nm訂單交給台積電，前者即使完成研發，能否“虎口奪食”也是其考慮的風險所在。

在格芯宣佈放棄7nm工藝研發消息不久，其最大客户AMD宣佈將採用7nm工藝的Zen2處理器和7nm Vega/Nav i顯卡GPU芯片代工全部轉給台積電代工。

而原本採用格芯工藝14nm生產Power處理器的IBM，在下一代產品上也只能另尋出路。

在此之前，曾有傳言稱IBM的Power10處理器將採用台積電的7nm工藝。但在2018年12月，IBM、三星聯合宣佈擴大戰略合作關係，三星將使用7nm EUV工藝為IBM代工Power處理器。

當時，由於三星7nm EUV工藝剛量產2個月，雙方合作的細節仍未敲定。根據IBM原來的規劃，下一代的Power 10處理器將使用10nm工藝，再下一代的Power 11才會使用7nm工藝。

韓國《中央日報》8月18日指出，三星此次獲得IBM服務器CPU的委託生產訂單，主要得益於兩家公司的長期合作。

報道認為，在與台積電的競爭中一直處於劣勢的三星有望憑藉這筆訂單實現反超。此前台積電為AMD代工生產7nm CPU產品“Ryzen”，大幅提高市場份額，三星有望憑藉IBM的訂單與其一較高下。

《中央日報》還特意提到，CPU市場的傳統王者英特爾目前還停留在14nm工藝，落後於三星與台積電。

英特爾工藝研發進度  圖片來源：英特爾官網

在10nm經過5年多的攻關才量產後，英特爾上個月在二季度財報電話會議上再次向市場釋放“壞消息”：由於生產上遇到“缺陷”，其7nm製程處理器的上市將推遲6個月，最晚要等到2023年。

對此，科技媒體“The Verge”在報道中毫不諱言地指出：如果以英特爾在14nm製程上不斷改進的歷史作為參考的話，接下來的幾年裏將會看到該公司發佈更多的10nm產品。

2019年，由於英特爾14nm製程工藝飽受產能不足困擾，遲遲不能交貨，使得戴爾、惠普和聯想等PC廠商不得不改變事先制定好的產品上市策略和節奏，甚至有企業開始轉向AMD。

為緩解產能不足的問題，英特爾也曾選擇“妥協”，將部分14nm訂單外包給三星生產。

路透社報道認為，由於IBM和AMD都使用外部芯片代工廠來與英特爾競爭，同時後者下一代製造技術將面臨延遲，這將使其競爭對手獲得市場份額。

《日經新聞》也曾提到，除AMD和IBM，ARM也在和台積電攜手研發數據中心芯片，各方聯手台積電與英特爾的服務器芯片抗衡，未來後者賴以生存的服務器芯片市場的佔有率可能逐漸流失。

壓力之下，英特爾CEO鮑勃·斯旺7月24日在二季度財報電話會議上透露，如果不能及時生產7nm芯片，英特爾將推出應急計劃，這可能包括使用第三方代工廠商製造芯片的情況。

隨後，7月27日，台灣《工商時報》報道，英特爾已與台積電達成協議，明年開始採用後者7nm的優化版本——6nm製程量產處理器或顯卡，預計投片量將達到18萬片。

2019年全球服務器市場份額，IBM位居第四    數據來源：IDC

美政府欲重振境內芯片製造

作為全球半導體產業的發源地，美國有一眾實力強悍的IDM和Fabless。除前文提到的三家企業外，高通、博通、英偉達、賽靈思等廠商均在芯片細分領域擁有一定地位。

但上述企業的芯片生產大部分都交由亞洲的Foundry，特別是台積電生產。2019年年報顯示，台積電其來自北美市場的營收佔總營收的比例達到60%，中國大陸市場佔比為20%。

台積電2019年年報截圖

半導體制造明顯已成為美國產業鏈的短板。

8月3日，英國《金融時報》刊發文章指出，雖然美國對全球電子產業具備“卡脖子”的能力，並且許多先進芯片都在美國設計，但僅有大約12%的芯片在美國製造。

事實上，由於Foundry的技術和產線更新迭代速度以及應對市場需求變化的能力要好於IDM，在此背景下，不少美國IDM廠商越來越多地將芯片生產外包給Foundry，特別是中國台灣地區的企業。

為減少在科技產品製造方面對亞洲的依賴，5月31日，《華爾街日報》指出，美國半導體工業協會（SIA）提出尋求370億美元國家資金扶持，包括為建設芯片工廠提供補貼，為尋求吸引半導體投資的州提供援助，以及增加研發經費等。

《華爾街日報》截圖

美國商務部長羅斯表示：“通過支持國內生產芯片，特朗普政府致力於確保美國擁有一個安全、有活力、具有國際競爭力的高科技生態系統。”

在美國國會中，一個由兩黨議員組成的小組，包括參議院少數黨領袖查克·舒默和印第安納州共和黨參議員託德·楊，已經提議增加1100億美元的技術支出，其中將包括支持半導體研究。

美參議員湯姆·科頓（Tom Cotton)）也希望推出法案，以幫助滿足SIA的訴求。他表示：“先進的微電子技術對美國未來的技術領導地位至關重要，我們不能讓其他國家控制這些關鍵的供應鏈。”

《華爾街日報》認為，SIA的提議與擔心美國優勢正在喪失的負面情緒有關，計算機芯片支撐着未來許多最重要的商業和國防技術，包括5G網絡和人工智能，特朗普政府希望在這兩個領域保持領先。

根據SIA的預測，到2030年，中國在全球芯片產能中的份額預計將增加近一倍，達到28%左右，不過這包括將總部設在中國的外國公司產能。

在美國半導體業界提出上述建議之前，特朗普政府曾向台積電示好，後者表示將在明年至2029年期間斥資120億美元在亞利桑那州建立新的芯片工廠。

但許多美國芯片製造商和議員抱怨稱，這筆錢應該流向願意建廠的美國公司，然後再惠及外國公司。例如，舒默和另外兩名議員就批評這筆投資不足以重建美國的微電子製造能力。

6月25日，多位美國兩黨議員共同提出《2020美國晶圓代工法案》。

該法案是6月份以來，美國兩黨議員提出的第二項刺激國內芯片產業發展的法案。若該法案獲批，美國將向各州芯片製造業、國防芯片製造業投入共計250億美元（約合人民幣1771億元）的資金。

對此，格芯美國業務總經理羅恩.桑普森表示，美國政府對半導體製造業的投資達成越來越多的共識，他們已經準備好快速跟進擴張計劃，加強美國在半導體製造業的領導地位。

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