03.03 为什么高通、麒麟、苹果的最新芯片都是台积电或者三星来生产的,难道就没有第三家?

溪间一叶茶


对芯片代工这个产业很熟悉,可以回答这个问题!这里面的学问还蛮多的~


1. 芯片设计与芯片代工,各有分工

苹果、三星、华为、高通都可以设计芯片,这其中只有三星可以自己生产芯片,其他芯片设计厂商,都需要找代工。


三星和台积电,确实是两家最广为人知的芯片代工厂。但是全球能生产芯片的厂商,绝对不止这两家。比如我们在电脑上使用的处理器,是由英特尔设计并生产的。


也就是说,英特尔不仅可以设计芯片,也能生产芯片。不仅如此,英特尔的芯片生产工艺是全球最好的,比三星和台积电更先进,只是英特尔只给自己生产,不帮别人代工。


2. 芯片代工的市场状况



可以看到,芯片代工最强的,就是中国台湾省,台积电和台联电,一直是全球芯片代工的前两名。

排名第三的是芯片代工厂,是格罗方德,就是原来的 AMD 拆分出来的。


排名第四的才是三星,而且这两年,有被中国大陆的中芯国际反超之势。

中国大陆的半导体产业,正在日新月异的发展,中芯国际成为全球前三,可以说是指日可待。


3. 为什么华为要找台积电代工

华为的麒麟芯片,是华为自己研发的,代工为什么不找同样是大陆厂商的中芯国际呢?


举个例子,华为麒麟 970 芯片,其工艺制程是 10nm,在现在的手机芯片中,是非常先进的制程。我们手机里的芯片,制程工艺好不好,决定了芯片的性能。


而目前 10nm 的生产工艺,是垄断在英特尔、三星和台积电手里的。换句话说,是垄断在美国、韩国和中国台湾省手里的。



为什么大陆的中芯国际,目前生产不了先进的 10 nm 工艺?


因为芯片的生产,关键是要光刻机。光刻机这个产业,是被荷兰ASML 垄断的。


ASML,一家提供半导体制造设备的供应商,在大众眼里名不见经传,但对于从事半导体行业的朋友而言,这是一家不折不扣的行业垄断巨头。

下图是 ASML 的光刻机,可用于生产芯片,每一台都是天价▼


英特尔、三星和台积电能生产 10nm 工艺,首先是它们能从 ASML 进口高端的光刻机,用于生产 10nm 芯片。


大陆的芯片生产商,比如中芯国际等晶圆厂,其光刻机主要也是来自 ASML。 由于瓦森纳协议的限制,ASML 不卖给大陆高端光刻机,只卖中低端的光刻机,所以中芯国际暂时只能生产工艺相对落后的芯片。


像美国的英特尔和韩国的三星,即使没有制造高端光刻机的能力,但仍能从ASML进口,生产最先进的手机芯片。

大陆想要发展自己的半导体产业,就一定要自己能生产高端光刻机。中芯国际已经开始研发最先进的 7nm工艺,我相信出人头地的这一天,很快就会到来~



陆家嘴文青


芯片代工制造的厂家有很多,这并不算难,但是制程先进能生产高端芯片的只有三家:Intel,台积电和三星。

根据2016年全球十大芯片代工厂排名就很容易看出来芯片代工厂很多,需要注意的是这些厂商是专门做芯片代工的。三星和Intel属于传统的IDM模式的半导体厂商,自己既设计芯片又生产制造芯片,但是三星和Intel也都会给一些厂家代工生产,大家忽略Intel一方面是Intel的代工业务比较少另一方面找Intel代工生产的企业和产品不是大众所接触的。

为什么高端芯片只有Intel、三星、台积电生产,这要从ASML说起。芯片的加工制造最关键的设备是光刻机,ASML现在是一家独大,垄断了高端光刻机市场,没有ASML的EUV(极紫外线光刻)机台根本不可能生产出先进制程的芯片。ASML的EUV光刻机一台售价1亿欧左右,别嫌贵你还买不到,产量很有限,只有Intel、三星、台积电买的到,因为这三家是ASML的股东有优先购买权。

中国大陆最好的芯片代工厂商就是中芯国际,与另外三家差距非常大,也给高通代工低阶芯片,中芯的28nm还是在高通的帮助下搞定的。


萌哈科技


上面很多回答都讲到了代工厂问题,我就换个角度说说为什么只有台积电和三星能做吧。

不是没有第三家 ,这是因为旗舰手机SoC的要求导致只有这两家可选,作为手机SoC不仅需要高性能,还要功耗足够低,这个对于芯片工艺制程要求就相当高了。

拥有顶级工艺研发实力的厂商不单单只有台积电和三星,你看Intel还能自产自足呢,比方说还有台湾的联电、中国的中芯国际,他们都具有比较先进的芯片制造工艺,不过他们都具有共同的缺点就是制程不是最先进的、工艺是面向桌面级高性能、高功耗的。

这个就和手机SoC的需求相违背了。你想想看,举个不恰当例子,要是高通用一个落后的28nm工艺打造最新SoC,而苹果却已经用上了7nm工艺,在市场营销上,高通就落后一大截,消费者心理上就认为“哇,这个28nm真垃圾,还是这个xx的好”,营销上的劣势是哪一家公司都承受不起的,他们不希望因为这原因导致产品无人问津,也是因此华为才会在麒麟970上采用了10nm工艺,为了领先/跟上同级别手机的制程,这可是砸了一大笔钱进去的。所以这是

手机需求、市场营销需要选择最好的工艺

其次就是工艺上的问题,你别看三星的有14nm、10nm、7nm这多种工艺,其实它里面还划分很多时代,仅仅以10nm为例,就有10nm LPP、LPE、LPU三代,他们之间优化面向的领域也不太一样,LPP、LPE比较适合用户SoC上,因为他们针对功耗上进行优化,可以提升性能上减低功耗,间接提升手机续航。但是像LPU这种就是追求的是高性能,更加适合用于对功耗不敏感的设备上,更加合适用于高性能、密集型计算应用上,比方说制造显卡核心上,这种对于续航没有多大要求的设备上。


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首先,要先说明一点,全球研究设计芯片的企业非常多,根据2016年的相关数据统计,全球前20大芯片企业美国有8家,日本、欧洲与台湾各有3家,韩国则有2家,英特尔、三星、台积电分列前三位。

然后,对手机芯片设计行业进行一个简要说明。对于熟悉手机产品的用户都知道,决定一款产品最核心的部分无疑还是处理器,处理器就是我们俗称的芯片。我这里以华为为例,华为的麒麟芯片是由台积电代工生产的。

前面说了既然芯片如此重要,作为一家技术领先、实力强悍的民族企业,华为为什么不自己生产麒麟芯片,反而寻求与台积电合作,为自己代工生产?

实际上,并非是华为不想生产芯片,而是两个原因造成的:一是成本太高,二是制造门槛也很高。

如果华为自己生产麒麟芯片,都要付出巨大的成本。这成本包括两个方面:一个是制造研发费用成本,另一个是时间成本。芯片生产不仅是一个高技术门槛行业,更是一个高投入行业,各个环节投入都是天文数字。所以经过几十年的发展,芯片制造行业已经形成了完整的产业链,华为要是建造一个厂至少需要几十亿美元的投资。

全世界能生产纳米处理器核心技术的企业并不多,美国的英特尔和AMD是制造电脑处理器的,几乎处于垄断地位,而手机处理器的生产工艺要求更高。苹果研发了自家手机处理器,但因为生产处理器的工艺非常高,一条生产线至少要上百亿美元投入,于是选择代工厂生产。

世界上掌握了核心机密生产技术也有三星、台积电等为数不多的公司。这些公司能够生产手机芯片,工艺可是有几十年的技术积累。华为若想自己生产制造芯片,没有十年巨大的投入是很难量产的。就算到时华为能够为自己量产CPU ,但也可能会错过很多机会。

所以说华为与其自己投入大量的人力与物力,还不如直接学习苹果自己设计芯片,然后授权给代工厂生产。由于台积电一直都贵为全球最大的芯片代工厂,其工艺方面也确实拥有领先优势,因此华为一直都选择与其合作为自己生产芯片。

说到底,掌握真正有核心价值还是AMD、英特尔和台积电这样的企业。因为他们才是真正的设计芯片,包括电路设计和架构设计等,华为只是在公版架构之上做一些修改。

芯片制造涉及到的技术很先进,有些东西原理看似很简单,但实际做起来却非常非常非常难。因此,华为让台积电代工,归其根本是人家台积电掌握了先进的制作技术,包括晶圆制造、光刻机等等。

所以这也是为什么我们看到的手机芯片都是三星、台积电生产的原因。不是没有第三家芯片企业,而是这两家已经在行业中独大了,后来者短时间无法居上转为选择降低成本专注研发,而让其进行代加工制造。


看龙哥侃球


英特尔,台积电,三星,三家。英特尔不代工。因为生产芯片的主要设备光刻机是荷兰一家公司(10nm精度或更高)独有,其背后大股东是高通。技术封锁,绝对不会卖给我国,所以只有找台积电代工。


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芯片制造,对于中国来说,除了国家制造以外,没有那个企业会去投入,高端芯片制造,如果你看了这些制造企业的年利润报表,就知道了;这些企业每年是由芯片设计公司跟财团共同出资,掌握高端技术的,从没有想过要赚钱,如果想要芯片制造企业赚钱,那么我们买手机跟电脑CPU,那价格可能最少都得翻一倍还不止了,每年芯片制造企业都最少都是亏损几千万美金的。


盛世何逍遥


实际华为的芯片也不是,独立的知识产权,架构都是ARM授权的。为啥不自己生产,归其原因是成本太高啦,另外制造门槛也很高。世界上,三星,台积电,英特尔等为数不多的公司掌握核心机密技术,他们都经过几十年的技术积累,华为若想自己制造,没有十年的研发投入很难量产。即使华为有意愿自己生产CPU 我估计他的做法是,先用代工的同时自己建生产线同时研发制造技术,等到自己的技术积累到可以实现批量量产后再自己生产,这需要很多时间,不是说做就能实现的。 台湾台积电和韩国三星是intel之外芯片制造水平最好的两家企业,而它们也有各自的优势和劣势——

 
 台积电专注代工三十年,水平仅次于intel,然而每一代新工艺的进度总是比计划推迟半年甚至一年;三星工艺水平进步神速,但是产能一直没有大幅扩张,无法满足太庞大的订单需求。  前些年苹果一直选择三星为芯片代工厂,但到了a8这一代,台积电以很有竞争力的价格获得了苹果青睐。虽然台积电的20nm工艺水平不怎么样,也还是如期完成了苹果的庞大订单。  制作工艺上,三星的galaxys6早在今年春就用上了14nm工艺的芯片,一举拔得头筹。台积电这边,16nm工艺的进度一直堪忧,甚至一度有传言说其难以在15年内完成。好在台积电紧赶慢跑,终于在6s发布前大规模量产16nm工艺。  理论上是14nm工艺的性能会更高,而且这不是三星第一次生产14nm芯片,台积电则是首次动用16nm工艺,前者成熟度也是要高于后者的。  那么如果对三星a9芯片的指责属实的话,事件就有些令人费解了?  三星冤不冤?  前文提到知名科技网站arstechnica的测试结果,虽然其支持了苹果的解释。但是一个值得注意的问题是,在cpu高频率运行下搭载三星a9芯片的iphone6s确实表现不佳,似乎是一个事实。  其实,科技圈里被供应商坑的故事已经不少了,前有高通骁龙810被台积电20nm生生做成烫手山芋,后有红米note2被国产天马屏带入火坑,这次连素来以对供应商要求严格的苹果也中招了。  现在,问题持续发酵,对于苹果来说,不是空口白牙的一通解释能压下去的了。

公子小庄


在全球范围内,做晶圆代工的厂商非常多,不过目前的手机芯片基本上是由台积电和三星代工的,主要原因是这两家企业开放代工,英特尔的主要为自家及旗下企业制造晶圆,格芯(格罗方德)主要为AMD代工;台联电、中芯国际等公司制程工艺相对落后,市场份额非常少,这也是为什么麒麟、高通、苹果芯片是有台积电、三星代工的原因。不过高通并没有将全部的晶圆代工交给三星或台积电,中芯国际也在高通的供应商名单之中,主要代工的是28nm的芯片。

大家之所以关注台积电、三星是因为台积电和三星的制程工艺达到业界领先的水平,2017年的10nm工艺被骁龙835、麒麟970和苹果A11处理器采用,2016年的情况也基本如此,所以大家看到的是台积电、三星制造的芯片。

为什么高通、华为和苹果不自己制造芯片呢?因为芯片制造工艺的开发过程非常漫长,而且成本非常高,自己开发还不如在台积电、三星等技术先进的厂商代工,既保证质量有保证了工艺的先进性,同时还能省下一大笔钱,何乐而不为呢?

这今年国内在大力发展半导体事业,无论是逻辑电路还是各种存储芯片都有涉及。不过国内面临的问题包括了原材料紧缺、设备落后等问题,未来发展的难度是非常大的。


卖萌搞机


现在代工处理器的厂商应该有4家,台积电(台湾),三星(韩国),英特尔(美国),GF(美国),其中前3个可以代工10nm的SOC,GF14nm12nm技术都是买的三星的技术。其中苹果选择台积电合作,高通选择三星,麒麟选择台积电,没人选英特尔是英特尔价格贵的多但其实技术上更好,GF就不说了,技术都是买的,说是直接自主研发7nm,也不知道什么时候出。


最后的独奏曲


里面具体很细的东西不是很清楚。但是三星是内存领域和Flash领域的老大,它是既设计又生产芯片,台积电是半导体代工领域的老大,只生产制造,绝对专业。一般提到代工厂似乎都很低级,但是半导体领域的代工绝对高级,台积电是可以直接跟英特尔、ASML对话的绝对牛逼代工厂,各个生产技术绝对到位。比如大陆的中芯国际,成立和发展都与台积电有着千丝万缕的联系,不过无论体量和技术都与台积电还有相当大的差距。

半导体行业基本就这样,企业数量不多,可以说是赢家通吃,因为它需要的技术、设备、软件应用系统,每一个都是投资巨大,核心生产设备光刻机又主要依赖一家企业ASML,而能够买到最领先一代光刻机的企业没有几家。芯片对质量要求又那么高,大厂商肯定选择最有实力的几家企业。

另外,我前东家也曾拿到过苹果的订单,据说是1%的内存订单。


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