跟台積電搶蘋果A13訂單,三星讓利2成打價格戰能成功嗎?
跟台積電搶蘋果A13訂單,三星讓利2成打價格戰能成功嗎?
2018.10.25 | 蘋果

三星開始量產EUV七奈米製程,外傳將EUV 的訂單報價下調了20%,打起「價格戰」,想在2019追回現在由台積電獨吞的iPhone處理器訂單。但外資分析師皆認為成功機率很低。為什麼?

對於蘋果來說,在關鍵零組件的部分,長期多採用以兩家以上的供應鏈廠商,但近年蘋果冒著無法分散風險與定價權的龐大代價,從A10到A12 iPhone處理器都給台積電獨家訂單,其原因除了外界熟知的台積電InFo(Integrated Fan-out,整合型扇型封裝)技術之外,還有其他因素。其中之一就是台積電在晶圓製程代工製程良率上還是略勝一籌。

三星將面臨有EUV七奈米產能,但大客戶稀少的窘境?

在先進製程技術方面,三星推了EUV的七奈米製程,台積電也已經推出取名七奈米Plus(N7+)的EUV七奈米製程,相比之下,三星僅有EUV七奈米一種版本的製程,客戶若要在三星的七奈米下單,就非要用EUV不可,但台積電七奈米製程有深紫外光刻(DUV)的七奈米與極紫外光刻(EUV)七奈米Plus兩種,客戶可以自行決定要不要往EUV技術邁進,更有彈性。

而且以台積電七奈米投片(Tape out)客戶數遠比三星還要多,從最大客戶蘋果A12處理器到華為海思麒麟980、AMD的「Rome」和「Vega 20」、高通、NVIDIA等。可以說有資源有需求的廠商多已「情定」台積電,三星未來若要和台積電在七奈米製程硬碰硬,僅能找尋新客戶,但新客戶相當難尋。原因在於由於七奈米製程相當昂貴,光開一套光罩就要花費約900萬美元到1000萬美元,IC設計廠或終端品牌廠沒有一定的量不會也不需要用到七奈米。

因此三星雖然對外界宣布推出了EUV的七奈米製程,但目前以自家手機晶片為主,三星集團以外的大客戶不多。

而台積電的後段封裝技術本來就走在三星前面,只要台積電在封裝與先進製程仍然保持現在的技術演進速度,三星的EUV七奈米不足以構成威脅。

蘋果OLED螢幕仍被三星壟斷

另一個原因則無關技術,主要是蘋果的總體戰略考量。

三星在定義上是系統廠商,和台積電的代工角色截然不同,三星與蘋果雙方法律訴訟不斷,蘋果的「去三星化」是老掉牙議題。

有別於台積電,三星集團還有記憶體與面板產能。其中三星在OLED螢幕具有寡占優勢,技術領先樂金等廠商不少。而三星目前也是蘋果iPhone OLED螢幕的獨家供應商,蘋果去年發表的iPhone X開始採用OLED,今年最新iPhone XS與iPhone XS Max也採用OLED,以iPhone 物料清單(Bill Of Material 簡稱BOM)來看,螢幕成本最高昂,在蘋果還沒有找到第二個OLED面板供應商前,對於三星面板高度依賴性不可避免。

加上除了OLED面板,三星也還提供蘋果大量的記憶體晶片。為了不讓蘋果對於三星零組件過於依賴,當蘋果對三星產能依賴增加,讓台積電吃下獨家訂單,平衡一下也很合理。

半導體進入「異質」整合,對蘋果的威脅更遠勝行動時代

而且當科技邁入AI時代,三星對於蘋果的威脅更遠勝單純的智慧型手機時代。

怎麼說?當半導體進入「異質」整合(heterogeneous integration,台灣IC設計公司鈺創創辦人暨執行長盧超群提倡),也就是DRAM、NAND、電源管理與安全等晶片、演算法與軟體整合在一起。三星有下游終端產品、邏輯IC與記憶體IC設計製造三大關鍵,異質整合條件具備,擁有AI時代「指數型」爆發成長的可能。

為了避免「養虎為患」,就算真如外界傳言,三星為搶蘋果訂單,不惜將 EUV 製程的訂單報價下調 20%,還是難以撼動台積電的A13訂單,這也是為什麼外資分析師都對台積電在一年內獨吞蘋果A13訂單深具信心。

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晶片裡的「隱形守護者」!從車用、物聯網到AI人工智慧,看上峰科技如何靠I-fuse®打開新局
晶片裡的「隱形守護者」!從車用、物聯網到AI人工智慧,看上峰科技如何靠I-fuse®打開新局

在電動車的感測系統、物聯網中的無電池標籤,以及AI伺服器的高速記憶體修復技術中,都有一個極其微小、幾乎難以用肉眼辨識的元件,默默地發揮關鍵作用。它負責確保系統功能的正確運作,並保護資料的安全性。這個不起眼卻不可或缺的元件,就是「單次可燒錄記憶體」(OTP)。

想像一下,當你坐在自動駕駛的電動車裡,這台移動的智慧裝置正以每小時100公里的速度行駛。它的感測系統、電池管理與安全控制,全仰賴晶片裡的數十億個電晶體協同運作。然而在這些肉眼不可見的微觀世界中,有一個被稱為「功能保險絲」的關鍵元件,如果它的數據在出廠後因高溫或電壓變化而悄悄「跑掉」,將可能在高速行駛下可能造成無法挽回的危險 。

當晶片製程往先進節點發展,傳統OTP技術隨製程微縮而暴露出可靠度與壽命的瓶頸。過去在成熟製程表現穩定的方案,進入7奈米或更先進的製程後,讀取壽命竟從理論上的「無限次」驟降至僅能維持數秒,突顯現有技術難以因應先進製程需求,對需要長期穩定運作的車用與工業應用而言是不可承受的風險。作為矽智財供應商的上峰科技,正是專注於這項關鍵技術的代表之一,其專利OTP技術已被應用於車用電子、物聯網裝置、AI與高可靠性工業設備等多個領域,為全球客戶提供穩定且可持續的解決方案 。「我們的目標是讓OTP在先進製程中一樣可靠,甚至比以前更好。」上峰科技創辦人暨董事長莊建祥開門見山地說。

以電遷移取代爆炸,上峰科技重寫OTP的可靠性

不同於傳統電子熔絲(eFuse)依靠高電流「爆炸式」燒斷導體,或反熔絲(Anti-fuse)以高電壓擊穿氧化層,上峰科技的I-fuse®解決方案採用低於熔斷點的熱輔助電遷移機制。簡單來說,就是用較低的電流與電壓,讓金屬原子在導線內緩慢遷移並改變阻值,而不是粗暴地炸斷它。

莊建祥解釋到,不同於eFuse的「爆炸式」斷裂,I-fuse®的方式更像是一種「緩慢推動」金屬原子的遷移,過程溫和卻能精準改變阻值。因為沒有爆炸,自然就沒有金屬碎屑或自我接回的風險,編程狀態因此能長期保持穩定;而在過程中所需的電壓與電流也遠低於傳統技術,無需高壓電路與內建電荷泵,讓系統設計更簡潔、功耗更低。

他進一步談到,I-fuse®還能在讀取過程中模擬燒錄狀態,所謂的"假燒”,產生類似靜態隨機存取記憶體(Static Random-Access Memory, SRAM)的重複讀寫測試模式,對整個OTP區塊進行全面檢測,確保每一顆出廠的OTP在進入車用或其他高安全性應用之前,都已經通過完整的可靠度驗證,以達成"零缺陷”。過去十多年,I-fuse®已在多種製程節點完成驗證,包括成熟製程與高介電常數金屬閘極(High-k Metal Gate, HKMG)節點。2023年,上峰科技也曾宣布I-fuse®成功在12奈米鰭式場效電晶體(Fin Field-Effect Transistor, FinFET)製程完成矽驗證,不僅延續低成本與設計彈性的優勢,也證明即使在先進製程下,仍能以極小面積支援業界優異的低操作電壓,且無需額外光罩與電荷泵。

不過隨著製程微縮,金屬線寬與高度同步縮小,對爆炸式燒斷的OTP而言是嚴峻挑戰,卻讓 I-fuse®的電遷移機制更得心應手,莊建祥表示當線條越細,越容易在低電壓下完成燒錄,因此上峰科技有足夠的信心能直接從12奈米跨入7奈米,並規劃向3奈米、甚至環繞式閘極(Gate-all-around, GAA)與FinFET架構前進。

計畫助攻跨入7奈米,I-fuse®應用版圖持續擴張

上峰科技聚焦標準邏輯製程,I-fuse® 助力解決晶片製程轉換關鍵挑戰。
上峰科技聚焦標準邏輯製程,I-fuse® 助力解決晶片製程轉換關鍵挑戰。
圖/ 數位時代

而這次的跨越,正是因為有經濟部產業發展署推動的「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」(以下簡稱晶創IC補助計畫)協助。莊建祥坦言,對規模不大的IP業者而言,先進製程開發風險高、投入成本大,如果沒有外部資源挹注,很難同時負擔研發與驗證。「晶創IC補助計畫」不僅減輕了資金壓力,更讓上峰科技能集中火力解決7奈米製程的關鍵挑戰,包括更嚴格的設計規範與更密集的繞線限制。

「只要製程允許,我們的技術就能做。」莊建祥強調,I-fuse®採用晶圓廠提供的標準邏輯製程材料,不需改變製程或額外光罩,因此對製程轉換的適應速度遠優於其他OTP技術。「別人可能要花三、四年才能適應新的製程架構,我們幾乎可以無縫切換。」

OTP雖小但其用途極廣。在車用感測器中,它是確保不同零件出廠後能進行精準校正的關鍵;在 AI 伺服器與高速運算晶片裡,它能修補記憶體陣列中損壞的位元,延長晶片壽命;在物聯網無電池的裝置中,I-fuse®以極低讀取電壓(0.4V / 1µW)就能運作,適合能量收集環境。莊建祥更明確指出,I-fuse®未來將持續鎖定Wi-Fi裝置、微控制器單元(Microcontroller Unit, MCU)等對低功耗與高可靠性有高度需求的市場,與現有的車用與工業應用形成互補布局。

在全球晶片供應鏈中,OTP 是與輸入/輸出函式庫(I/O Library)、標準單元庫、靜態隨機存取記憶體編譯器(SRAM Compiler) 並列的「四大基礎 IP」之一,幾乎每顆晶片都需要。掌握這項技術,不僅是產品設計的靈活度,更關乎先進製程的導入速度與成本控制。上峰科技的策略是在穩固現有國際客戶基礎上,藉由「晶創IC補助計畫」加速進入7奈米,並持續向更先進節點前進。透過低功耗、高可靠性的 I-fuse®,讓臺灣有機會在先進製程OTP技術上,取得與國際一線供應商並肩甚至領先的地位。

「我們希望成為各種應用場景中,最可靠、最靈活的OTP解決方案。」 莊建祥說。從成熟製程到 7 奈米,從車用到AI與IoT,這顆小小的OTP正承載著臺灣在先進製程中的另一項關鍵優勢。

|企業小檔案|
- 企業名稱:上峰科技
- 創辦人:莊建祥
- 核心技術:專注於OTP矽智財的研發
- 資本額:新台幣2億元
- 員工數:46人

|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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