台积电已是晶圆代工龙头,今有意进军存储器行业,到底是何打算?

台积电已是晶圆代工龙头,今有意进军存储器行业,到底是何打算?

近日台积电新一任董事长刘德音在接受媒体采访时暗示,台积电有意进军存储芯片行业,甚至还说了“不排除收购一家内存芯片公司”。而有媒体人士据此猜想,台积电本已是全球晶圆代工行业中的龙头企业,如今有考虑进入到存储器芯片行业,有可能是在为自身转型作打算。

伴随着整个半导体行业规模不断增长,该行业明显已到了成熟期。近两、三年里,半导体行业从原来的分散式发展到了聚合式,行业中的资本、人才和技术都有所聚合。台积电自创办以来到现在差不多30年时间,一直专注研发制程工艺和晶圆代工制造。当整个半导体行业在向聚合式发展时,台积电跟随这一行业趋势不是没有可能。

台积电已是晶圆代工龙头,今有意进军存储器行业,到底是何打算?

1,台积电进入存储芯片行业,并展开业务整合,这对台积电而言已不算难事。

实际上,严格来讲,台积电早已开始了业务整合。比如,台积电已经整合了与晶圆制造关联度极高的封测业;2014年,台积电推出封装技术InFO,该技术的优势可让芯片与芯片间直接连结,减少芯片封装后的厚度,以便为硬件设备成品腾出更多空间给其他零件所用;正因如此,台积电才力压三星,成为苹果公司两代A系列处理器独家代工厂商。

既然台积电在整合了晶圆制造和封测后,能取得成功,那么台积进军存储器产业进行整合,不是没有这样的可能。况且,在2017年,媒体就已传出台积电有意参与竞购东芝旗下存储业务,进而进入到NAND闪存芯片领域。

2,台积电意在布局逻辑与存储器整合解决方案,以解决大量能源消耗问题。

对于台积电进军存储器产业具体是朝什么方向发展?有专业机构分析,台积电很可能不是单纯为解决当前DRAM内存与NAND闪存问题,而是寻求存储器合作伙伴;台积电意在加速逻辑与存储器整合解决方案的进度,同步布局RRAM、MRAM等新型存储嵌入式解决方案,甚至提出新的混和式-包含引入嵌入式同步与独立式新式存储器、DRAM或Flash整合的创新技术。

嵌入式存储器制程是在晶圆层级中,由晶圆代工厂把逻辑芯片与存储器芯片整合在同颗芯片。它能达成最佳的传输性能,也让芯片体积得以缩小,透过一个芯片即实现运算与储存。

此前刘德音曾在semicon taiwan 2018的演说中谈到:“当前的人工智能运算,有8成以上的能源消耗在存储器,是当前半导体技术的一大瓶颈。”刘德音还指出,资料中心的电力消耗占了近一半的营运成本,而人工智能更加剧了这些成本,因为它需要从储存设备中密集传输存储器。过多的能源消耗,将花费芯片厂商许多成本。对此,刘德音称,解决这项问题的方法,必须整合存储、逻辑与高频宽互连,打造真正的3D集成电路芯片。

台积电已是晶圆代工龙头,今有意进军存储器行业,到底是何打算?

先前,台积电在整合封测技术业务中,所提出的CoWoS技术即是为解决能耗问题而发展出的解决方案。然而,在刘德音看来,那只是台积电权宜之计;刘德音希望是在未来,存储器和逻辑元件必须彼此堆叠,从而使互连密度再提高100倍。

2017年,台积电即向业界发布了eMRAM(嵌入式磁阻式随机存取存储器)和eRRAM(嵌入式电阻式存储器)技术,研发目标就是要达成更高效能、更低电耗以及更小体积,以满足未来行业全方位运算需求。

另一方面,嵌入式存储器具有超高耐用度,无论是对环境温度的容忍范围或者存取的次数,都能远远超过目前的解决方案,因此嵌入式存储器技术,不仅能解决刘德音提到的能效问题,更可以将其运用在其他特定市场。

不过,嵌入式存储器芯片不仅整合难度高,芯片良率也是另一道难过的槛。除了台积电外,联电、三星、格罗方德、英特尔等大厂都投入了大量人力对相关生产技术进行研发。台积电通过并购至少一家存储器公司,则能快速获取大量技术与产品支持。

(我为科技狂整理发布)


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