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台积电称霸晶圆代工,为何有意挥军存储器产业?

52RD.com 2018年9月29日 拓墣产业研究院            参与:4人 我来说两句
  台积电有意并购、进军存储器产业的传闻甚嚣尘上,台积电董事长刘德音也发言透露对存储器的关注。难道处于晶圆代工领域龙头地位的台积电,也在寻求企业转型吗?随著产业规模不断扩大,半导体产业进入成熟阶段,以2015——2016年来看,半导体产业从原本的分散化,进入到聚合式发展阶段,不论是资本、技术、人才,产业并购接二连三出现。过去,无论是IDM厂还是Fabless厂,皆已出现多起并购案例,唯独Foundry厂还未出现大规模并购,而刘德音的表态,不知是不是预示着产业的聚合式发展趋势已延烧至Foundry大厂?

  台积电进军存储器产业进行业务整合绝非难事

  其实台积电早就开始进行业务整合,只不过是从与其IC制造业务紧密相关的封测业务开始,例如著名的封装技术InFO(Integrated Fan-Out,整合型扇型封装),台积电2014年推出InFO,优势在于能让芯片与芯片间直接连结,减少封装后的厚度,腾出更多空间给其他零件使用,更因为这项优势,让台积电从A11开始力压Samsung,接连独拿两代Apple iPhone处理器订单。

  台积电进军存储器产业并不是空穴来风,早在2017年Toshiba TMC业务并购案中,台积电就曾考虑参与竞购,从而进入NAND Flash领域,但后来因多方考量而放弃。刘德音接受日经亚洲评论采访时,提及台积电不排除收购存储器芯片厂商,不免让外界猜测,台积电很有可能为拓展存储器业务进而并购一家存储器厂商,开启存储器产业发展之路。

  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

  对进军存储器产业的发展方向,不认为台积电或任何代工厂是单纯为解决当前DRAM与NAND问题而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进度,同步布局RRAM、MRAM等新式存储器嵌入式解决方案,甚至提出新的混合式——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IC与存储器芯片整合在同一颗芯片,其能达成最佳传输性能,也缩小芯片体积,透过一个芯片达成运算与储存功能。

  近期在SEMICON Taiwan 2018演说中,刘德音提到:「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。」并指出,资料中心的电力消耗占近一半营运成本,而人工智能(AI)更加剧这些成本,因为其需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,其希望做的就是想办法减少这些能耗;对此,刘德音认为解决这项问题的方法,必须整合记忆、逻辑与高频宽互连,打造真正的3D IC。

  其实先前台积电在整合封测技术业务中,提出的CoWoS技术即是为解决能耗问题而发展出的解决方案,但刘德音认为那只是目前的权宜之计,其希望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。

  台积电于2017年发表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,其研发目标就是要达成更高效能、更低电耗与更小体积,以满足未来全方面运算需求。

  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存取次数,都能远远超过目前解决方案,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,晶片良率也是另一个重要的突破门槛,除了台积电外,联电、Samsung、GlobalFoundries与Intel大厂等,都投入大量人力在相关生产技术研发上。

  此外,在资料中心的应用情境下,通常需要大量的存储器容量,这是目前纯粹透过迁入式存储器技术较难克服的技术难题,故透过并购存储器厂商,能快速提供台积电足够获取大量的技术与产品支持,进而与布局多时的Intel/Micron合作案一较高下。

  若台积电如分析意在发展逻辑与存储器整合技术以解决能效问题,虽然将有重重技术关卡与困难,但也因为如此,才能展现出其更具开创性的发展潜力。52RD.com  微博关注:http://weibo.com/52rd  微信关注:admin_52RD
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