格芯失寵,超微牽手台積電,全球半導體版圖將有哪些大洗牌?
格芯失寵,超微牽手台積電,全球半導體版圖將有哪些大洗牌?

全球第二大晶圓代工廠格芯(GLOBALFOUNDRIES)宣布,將暫停開發七奈米技術,要把資源用於改善和擴充現有十二與十四奈米技術,強化製程及差異化提振獲利能力。緊跟著格芯的大動作,全球第二大微處理器廠美商超微公司(AMD)也表示,所有七奈米產品包含伺服器處理器與繪圖晶片,都將交由晶圓代工龍頭台積電代工。

這兩則全球半導體業的大新聞,同時間讓超微及台積電兩家美、台掛牌的半導體上市公司,股價大幅飆漲,其中超微盤中漲至27美元,創下2006年以來的新高價,台積電盤中則攻上歷史新天價268元,市值接近新台幣七兆元。

為什麼格芯不繼續投資?為何超微將訂單交給台積電?而超微與格芯過去的緊密關係,未來會如何演變?超微的新動作又將如何牽動與英特爾及輝達( nVidia)兩家大廠的競爭關係?這些都是非常值得深究的議題,讓我為各位仔細拆解分析一下。

除了燒錢,最關鍵核心在技術能耐

首先,格芯不再投資七奈米高階製程,顯然是產業進入障礙愈來愈高,不論從投資金額、製造良率、人才、研發等,格芯都已無力繼續投資,宣布放棄有跡可循。

以投資金額來看,根據台積電資料,預計七奈米製程技術的投資額將超過五千億元,至於未來在五奈米與三奈米又要分別砸下七千億及八千億元,這種天文數字的投資額,全世界只剩台積電、三星或英特爾等極少數公司才有能力做。格芯雖然擁有中東阿布達比與杜拜等有錢大股東,但以一家私人未上市公司的型態,面對這種永無止境的燒錢遊戲,金山銀山也支撐不了。

除了燒錢,其實最關鍵核心在技術能耐。半導體製程技術不斷推進到十奈米以下,線寬愈來愈小,良率愈來愈低,已快接近物理的極限,對企業研發與製造的考驗嚴苛,尤其是生產良率的學習曲線愈拉愈長,不僅讓格芯無法及時交貨給客戶,讓客戶產品失去競爭力,鉅額投資長期看不到獲利回報,也逼著格芯回頭固守舊製程,放棄根本沒能力做的高階製程。

其實,晶圓代工產業早已是台積電一家獨強,二線廠除了格芯打退堂鼓,聯電早在一年前就宣布不再投資先進製程,至於中芯還在努力提升28奈米製程良率,差距更大,能夠在高階技術與台積電較勁的,僅剩全球最大的半導體公司三星。

因此,超微為何宣布將七奈米訂單交給台積電?答案就非常清楚了,因為能夠做到七奈米良率穩定的晶圓代工公司,就僅剩台積電、三星兩家,而台積電在微處理器、繪圖晶片又有世界一流的客戶基礎與技術累積,加上投資規模與產能擴充都更能提供保證,因此讓台積電成為超微攜手合作的不二人選。

格芯初期的快速成長,也曾給台積電帶來壓力

值得探討的是,其實超微與格芯有很緊密的關係,事實上,格芯根本就是超微的親生兒子。2009年,超微將原本內部的晶圓製造廠獨立出來成為格芯,並取得阿布達比及杜拜的大筆投資,隔年再合併新加坡特許半導體,2011年,超微將僅剩的持股全部出清。2014年,格芯又收購IBM公司的晶圓製造業務,2016年起又在大陸的重慶、成都宣布多項十二吋廠投資合作案。去年中,格芯甚至還與三星、IBM宣布已共同研發出五奈米製程技術,聲勢確實很嚇人。

格芯初期的快速成長,也曾給台積電帶來壓力。讀者若還有印象的話,2009年是許多產業轉折很關鍵的一年,當年是金融海嘯最慘烈的時刻,台積電也面臨客戶訂單大幅萎縮、總執行長蔡力行裁員的危機,幾乎同時間格芯成立,加上三星也宣布切入晶圓代工,兩大強敵虎視眈眈要搶攻台積電的大餅。

後來,台積電創辦人張忠謀迅速地將蔡力行換掉,於當年六月重新回任CEO,並找回已退休的蔣尚義負責研發重任,還將2010年資本支出上調一倍至59億美元,大幅擴充28奈米製程產能。當時全球都還處於金融海嘯肅殺的氛圍中,台積電的大動作讓市場相當意外,沒想到,一○年全球景氣勁揚,半導體業出現歷來最大的三一.八%成長,張忠謀前瞻的擴廠決策,正好趕上這波大成長,一舉取得全球28奈米的八成市場,打出漂亮的一仗。

台積電在晶圓代工的成功,不僅成為許多無晶圓廠IC設計業者如輝達、高通與聯發科的合作首選,更讓許多擁有內部晶圓廠的半導體整合元件製造廠(IDM),甘脆放棄自己蓋廠的計畫,全部交由台積電生產,超微就是這個大趨勢中,一個最新的例子。

超微與英特爾及輝達的競賽

早年超微創立時,與英特爾激烈對抗,從設計到製造都自己做,超微創辦人桑德士還曾經說過一句名言,「有晶圓廠的才是真男人」。如今,超微在2009年獨立出格芯,2011年不再持股格芯,變成一家純IC設計公司,但仍有很多代工訂單仰賴格芯,現在更進一步與格芯完全切割,訂單都交給台積電,而主導人是超微台裔美籍執行長蘇姿豐(Lisa Su),也驗證了時代真的不同了,就算沒有晶圓廠,女人也能獨立當家、撐起一片天。

超微擺脫格芯製造實力落後的問題,務實地將訂單外包給世界最強的台積電,勢必牽動全球微處理器及繪圖晶片的版圖挪移,接下來,超微與英特爾及輝達的競賽,將是最有看頭的產業焦點。

其實,過去超微仰賴格芯生產時,一方面本身在設計能力上就落後,加上格芯製程技術又不夠強,兩者都是影響超微競爭力的原因,但如今超微和輝達同步採用台積電最強製程,未來雙方在繪圖晶片的競爭,就不再是輝達一支獨秀的局面。

輝達受到超微的刺激,不僅今年八月下旬趕緊宣布推出Turing新晶片,預計明後年在台積電的七奈米下單也會加速成長,絕對不讓超微越雷池一步。

至於超微與英特爾的競爭,製程技術更是核心問題。事實上,號稱美國最強半導體公司英特爾,也早就出現製程技術嚴重落後的窘境,原本預計去年要量產的十奈米,一直到現在都還無法順利產生,恐怕時間點還要延至明年,雖然英特爾的十奈米號稱與台積電、三星的七奈米相當,但對於目前主力製程技術仍停留在14奈米的英特爾來說,實在是一個很大的致命傷。

其實,最近幾年超微在微處理器的設計能力明顯加強,去年推出名為Epyc的新伺服器晶片,對幾乎是獨占97%市場的英特爾帶來沈重壓力。今年六月去職的前英特爾執行長科在奇就曾坦誠,英特爾因為製程落後,恐怕得讓出15%至20%的市場給對手,未來超微與台積電的聯手出擊,也將是一個精彩可期的產業大洗牌。

根據德意志銀行的預估,超微在台積電的下單,從今年第四季起開始出貨,明後年數量將明顯增加,預估今、明及後年,超微的訂單將占台積電全部營收的1%至2%、4%至5%及8%到10%,單一家公司占台積電近一成營業額,這絕對是台積電的大利多。至於輝達預計也會加碼下單,再加上蘋果目前iPhone晶片A10及A11訂單全部下給台積電,預料台積電在十奈米與七奈米的高階製程競賽中,將是大獲全勝、贏家通吃的局面。

台積電最大的敵人就是自己

對於後無追兵的台積電來說,目前僅剩下三星或半個英特爾可以給予威脅,但話說回來,與其說台積電沒有敵人,倒不如說台積電最大的敵人就是自己,當企業走到世界領先群時,前面已沒有企業可以追趕模仿,所有的決策、標準都走在世界之先,往往也是最需要嚴格考驗自己的時候。

大家應該都還記憶猶新,八月間台積電發生北中南機台嚴重大當機,一個中毒導致全部生產線停擺,這是重大的管理漏洞,也是對剛接班的管理團隊一大警訊,儘管事件已平息,又有格芯與超微大利多,但台積電能否維持霸主地位,恐怕也不是完全沒有懸念吧!

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關鍵字: #台積電 #AMD
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告別電動車過熱,增長儲能系統壽命!愛盛科技AI感測技術就在身邊
告別電動車過熱,增長儲能系統壽命!愛盛科技AI感測技術就在身邊

「電流過大,可能引發電池過熱甚至火災;而若無法精確偵測微小電流,則容易造成過充,進而影響電池的健康狀態與使用壽命。這樣的極端變化,正是電流感測技術面臨的核心挑戰。」愛盛科技董事長暨執行長賴孟煌破題點出這項挑戰。面對電動車或儲能系統的場域,電流偵測的量程與精度攸關安全與效能表現。愛盛科技選擇以臺灣為基地,憑藉新世代磁感測技術切入市場,成為全球少數能同時兼顧「大量程、高靈敏度」與「超低功耗」需求的感測晶片設計公司 。

從無人機到電動車,愛盛科技打造全方位感測方案

成立於2011年的愛盛科技,長期專注於新世代磁感測技術,在市場上也已累積多項專利技術,建立起堅實的技術與智慧財產權基礎。其核心優勢包含3D平面化的穿隧式磁阻(Tunneling Magnetoresistance; TMR)、異向性磁阻(Anisotropic Magnetoresistance; AMR)感測器、霍爾元件(Hall Effect Sensor)與高感度的磁通門感測器(Fluxgate Magnetometer),再搭配自研的ASIC訊號處理晶片(Application Specific Integrated Circuit; ASIC) 與AI演算法,構築出完整的感測解決方案。

簡單來說,愛盛科技的磁感測器就像電子世界的「耳朵」,能精準感應極微小的磁場變化,並即時轉換為電子訊號。

賴孟煌指出,磁感測技術最早應用於導航,例如電子羅盤,協助無人機與手機實現精確方位角。愛盛自2016年起打入無人機市場,憑藉優異的抗磁干擾設計,目前其電子羅盤感測器在全球無人機市場市佔率已達七成以上,穩居領導地位。隨後,團隊更將技術延伸至電流感測,透過間接偵測電流產生的磁場,有效掌握電池充放電狀態,應用遍及電動車的車載充電器(On-Board Charger ; OBC)和儲能系統,其nA等級的穿隧式磁阻電源開關使用於醫療裝置與智慧穿戴產品。此外,其微型角度感測器亦被國際品牌採用於手錶旋鈕、滑鼠滾輪與遊戲控制器,具備非接觸式操作與高耐用性,成功取代傳統機械式零件。

近年隨著電動車產業快速發展,對電動車的電池管理與馬達控制的精準度要求日益提升,電流感測技術的重要性也隨之攀升,愛盛科技也從中發掘了新的市場契機。賴孟煌指出,電動車系統中的電流變化極為劇烈,從待機時低至小於1安培的電流,到加速時可能瞬間飆升至400甚至600安培的峰值電流,這對傳統電流感測器來說,是極大的挑戰。「大量程與高靈敏度往往難以兼得。若設計用於偵測極小電流,便難以應對高電流的情境;反之,若強調大量程,則在微小電流的解析度上則可能不足。」他表示。

發現了市場上的痛點後,愛盛科技選擇以其獨特的「複合式感測器」架構搭配「AI演算法」來解決這個難題。他們將多個不同靈敏度的感測元件巧妙地整合成單一系統單晶片(System on Chip; SoC),並透過內建AI模組,即時判斷目前電流所處的狀態(大電流或小電流),動態切換不同感測元件的權重,進行參數的最佳化與即時調整。賴孟煌表示,這樣不僅可減少後端中央處理器(Central Processing Unit; CPU)的運算負擔與延遲,更能在毫秒間完成精準判讀,有效避免因電流異常導致系統失效或引發火災等關鍵問題 。

複合式電流感測器整合了多個高低靈敏度的感測元件以實現高精度和大量程電流測量。
圖/ 數位時代

打造「會思考的感測器」,解決車用高電流環境下的風險監控難題

「簡單來說,我們讓AI感測器就像有了智能一樣,會依電流強度自動切換最合適的感測模式,確保在各種動態情境下都能輸出最精準、最可靠的電流數據。」賴孟煌補充。也正因為長期在磁感測技術上的累積與持續創新,愛盛科技得以從既有產品線延伸,投入「電動車用人工智慧複合電流感測晶片」的開發,並成功獲得經濟部產業發展署「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」(晶創IC補助計畫)支持。該計畫在國科會協調與經濟部及相關部會共同合作所提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」的框架下,透過實質資源引導業者前瞻布局AI、高效能運算與新興應用等高值化關鍵技術,進一步強化臺灣 IC 設計產業的國際競爭力與整體韌性,也讓愛盛能加速AI複合式電流感測晶片研發,為下一代電動車與智慧能源系統奠定關鍵基礎。

然而,進入電動車與儲能系統後,愛盛科技也面臨全新挑戰:這些場域的電流變化範圍極大,從小於1安培到數百安培不等,對感測器的量測能力提出更嚴苛要求。這正是愛盛科技進一步思考「高解析度」與「大量程」能否同時兼得的起點,也為其AI電流感測技術的誕生鋪設契機。「我們不是從零開始,而是站在過去的客戶基礎上,把技術推進到下一個世代」賴孟煌強調。

愛盛科技此次申請晶創IC補助計畫的技術主軸,是一顆符合AEC-Q100車規認證、導入AI演算法的複合式電流感測晶片。賴孟煌說,這項產品整合多通道感測架構與即時AI判讀能力,目的是在車輛充電、動力轉換、電池管理系統(Battery Management System; BMS)等核心應用中,提供更穩定的電流監控能力,這不只是技術突破,更是企業在智慧能源領域的關鍵布局。

愛盛科技從既有客戶需求延伸,計畫將產品線擴展至車載充電器和儲能設備市場,積極擴大產品組合和市場空間,展現在半導體產業的深耕與宏大願景。
圖/ 數位時代

愛盛科技早已憑藉其漏電流感測晶片打入歐美、韓等多家車廠的供應鏈。這次的AI複合式電流感測器,正是從原有的客戶需求延伸而來,並計畫拓展至車載充電器(On-Board Charger; OBC)與儲能設備等市場,擴大產品組合與提升毛利空間。賴孟煌表示,之所以能快速推進研發與產品化,與臺灣強大的半導體供應鏈密不可分。愛盛科技善用在地資源加快量產速度,此外,也積極與台大合作取得穿隧磁阻技術的初期研發基礎,進一步開發出符合商用需求的產品。「臺灣有最強的製造環境,我們要做的,是把它變成自己的技術優勢,」賴孟煌說。

面對電動車、儲能、智慧工業與醫療等多元市場,愛盛科技將持續深化磁感測與AI的整合技術,朝更高精度、更高可靠性、模組化平台前進。

未來3到5年,愛盛預期電動車與儲能將是主要成長動能。其AI電流感測平台,也將進一步延伸至智慧能源管理系統、高階工業伺服馬達、甚至軍用與航空等高可靠場域。藉由持續強化SoC整合能力與AI模組設計,愛盛科技將力求在國際感測市場中,扮演能見度更高的角色。「我們的願景,是讓世界聽見臺灣感測技術的聲音,真正把感測做到『聰明又可靠』,推動淨零、智慧與永續的未來,」賴孟煌有信心的說。

|企業小檔案|
- 企業名稱:愛盛科技
- 創辦人:賴孟煌
- 核心技術:磁場感測晶片開發之領導廠商
- 資本額:新台幣3億元

|驅動國內 IC 設計業者先進發展補助計畫簡介|
由國科會協調經濟部及相關部會共同合作,所提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」,目標在於藉由半導體與生成式AI的結合,帶動各行各業的創新應用,並強化臺灣半導體產業的全球競爭力與韌性。在此政策框架下,經濟部產業發展署執行「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,於113年鼓勵國內業者往 AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局,以避開中國大陸在成熟製程的低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

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