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蒋尚义:追逐尖端芯片主导地位「为时已晚」

作者:bnext时间:2023-10-20来源:半导体产业纵横收藏

近日,鸿海集团半导体策略长出席鸿海科技日活动,分享当前鸿海在半导体的策略,除了谈及先进封装对未来的重要性、对 IoT()业务的帮助以外,同时也分享在的策略布局。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202310/451872.htm

过去曾是台积电研发团队领导人,曾任中芯国际副董事长,于 2022 年开始加入鸿海集团担任半导体策略长。台积电如今相当火热的先进封装技术,十多年前就是由主导,带领 400 人团队进行研发,是半导体发展史上重要人物之一。

追逐尖端芯片主导地位「为时已晚」

「我们不追逐最先进的技术。鸿海不会与 4nm 或 3nm 等领先厂商竞争。我们更关注特种芯片技术。」鸿海策略长蒋尚义表示。

特种芯片是指具有特殊功能的芯片,涵盖汽车和等领域的半导体。汽通常采用成熟技术制造——28nm 或以上的芯片。芯片中的「nm」是指芯片上单个晶体管的尺寸。晶体管的尺寸越小,其功能越强大、效率越高,但开发起来也更具挑战性。包括三星在内的先进厂商正在全力生产 2nm 和 3nm 芯片。继去年 6 月开始生产 3nm 芯片后,三星已表示将在 2025 年大规模生产 2nm 芯片。

「如果我们试图追求 3nm、2nm,已经太晚了。我们正在努力尝试管理供应链。我们称之为特种技术——这一点也不晚。」蒋尚义说。蒋尚义近期还称,半导体制程进入 2nm 阶段,已经接近摩尔定律的物理极限,半导体封装和印刷电路板(PCB)技术仍落后集成电路芯片,成为系统性能的瓶颈。

蒋尚义表示,半导体技术朝向次系统整合阶段发展,把单芯片功能定制化,分割成不同功能的小芯片(Chiplet)系统,以此对应芯片定制化需求;未来半导体制造向系统晶圆制造商业模式发展。

蒋尚义演说重点一:鸿海先进封装,如何帮客户推进量产时程?

蒋尚义首先谈及摩尔定律已趋近极限,「现在的 2 纳米,是一种营销方式。」他回忆,2010 年他任职于台积电时,发现 GPU 虽然效率佳,但跑在一般基板上时 GPU 即使再快,算完的资料再传送回存储器时速度也很慢,这种芯片间的资料移动称之为互联技术(inerconnect)。

蒋尚义指出,当时 GPU 和 DRAM 之间,存有 20 微米的存储器快取元件的距离,拖缓了传输速度。但若把最下方的基板换成晶圆,就能拉近 GPU 和存储器之间的放置距离,也就是现在的 2.5D 先进封装。

蒋尚义指出表示,先进封装为使用硅晶圆来取代传统基板,可以将 GPU 和 DRAM 几乎放在一起,距离很近,「我们可以避免掉 40% 的速度损失,并提升近 60% 的功率。」

鸿海将先进封装结合 IoT,布局市场

这可以应用在哪呢?蒋尚义以 IoT 为例,「我们发现 IoT 设备跟半导体结构很类似,他们都会有一个中央控制系统,然后有感测器,接收模拟讯号再转换成数字讯号,最后还有电源管理芯片,以及 WiFi 和蓝牙等沟通用芯片。」然而,同样是芯片,不同场景需求却不同。蒋尚义举例,同样是处理器,应用于电动车的性能就必须强大;但若是个人穿戴式装置,就可以相对简单。

蒋尚义提到,随着 IoT 时代的趋势来临,芯片功能越来越多元,在这个情形下,集成电路芯片次系统封装将会成为主流。蒋尚义提出「System Foundry Business Model」,透过此商业模式将能有效节省人力、减少资本投资、缩短芯片上市时间。

鸿海推出小芯片的资料库「Chiplet Bank」,例如电源管理芯片有四种、通信芯片有六种等方式,客户只要选择需要哪些芯片、哪一种方案,用类似堆积木的,再通过鸿海先进封装平台,将芯片封装在一起,蒋尚义说:「我们不再称之为集成电路,而是整合芯片(intergrated chips)。」

通过这个方式,鸿海可以整合破碎的物联网市场,并提供客户类似系统单芯片(SoC)的效能。蒋尚义表示:「套一句我的老板刘扬伟先生的话,鸿海正在从科技制造公司转型为解决方案供应商。」蒋尚义表示,这与过去最大的不同,就是鸿海的产品中包含了更多前瞻科技技术在其中。

蒋尚义表示,过去 IoT 芯片从设计到量产大约需要两年的时间,但鸿海的这套解决方案将帮助客户大大节省时间,「从 2 年减少到 6 个月。」他接着指出,不少软件公司正在自己开发芯片,「但鸿海不可能独自完成所有事情,我们会与合作伙伴建立生态系,需要一些时间,但这是我们长期策略的一部分。」

蒋尚义演说重点二:持续着重第三代半导体

接下来,蒋尚义分享了鸿海在车用半导体的布局。「我发现鸿海是少数从半导体材料、晶圆制程和运营、设备、封装、IC 设计服务到系统实施都有的公司。」由于鸿海供应链掌握全面,面对物料短缺也能快速反应,供应链管理能力相当强大。如今跨入车用市场,鸿海也会同样掌握半导体供应。

蒋尚义指出,在电动车中功率半导体大约占了 2,000 美元的成本,「我将它分成功率元件、模拟 IC 和数字 IC。数字 IC 大约占了 1,000 美元,功率加上模拟 IC 则占约 500 美元。」这 3 个种类的半导体,是鸿海目前半导体事业主要的着力点。

首先,在功率半导体的部分,主要的任务在于将 DC(直流电)转换成 AC(交流电)。现今半导体大多以「硅」作为原料,「但电压达 1,200 伏特时,超出了硅能够处理的范围。」蒋尚义说。这也是为何被称为功率半导体 (第三代半导体) 的碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)会如此重要,「我们从晶圆的生产、装置设计、电路设计到封装的部署等都会参与提供所有东西。」

模拟 IC 部分,蒋尚义指出相对体积都比较少,「我们称之小 IC。」蒋尚义表示,客户大多会将模拟 IC 与其他芯片封装在一起,「这部分我们已经和国巨成立合资公司,提供模组和元件给客户。」

至于数字 IC,蒋尚义表示,由于鸿海目前在这部分的参与度是零,未来会和客户一起共同设计,成立设计中心,并持续与供应链建立深厚关系,确保未来供应无虞。



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