根據產業分析師的說法,由於其他晶圓代工廠未能達到預期產能,蘋果(Apple)可能會讓台積電(TSMC)成為其應用處理器的唯一供應商,且時間長達至少兩年。

這家全球最大的電子公司和世界上最大的晶圓代工廠互相合作,但雙方都可能發現這種緊密的合作關係有點不怎麼「舒服」。若是蘋果讓台積電成為A11處理器的唯一供應商,而不與其他供應商合作,對於定期推出新款iPhone和iPad的蘋果來說,將面臨風險。另一方面,台積電將近80%的7奈米(nm)製程產都將供應給蘋果,並於今年投入生產。

這段合作關係始於2014年,當時蘋果新款iPhone和iPad的晶片都交給台積電生產。蘋果營運長(COO)Jeff Williams去年10月在台積電的一場活動中提到,台灣的晶圓代工廠投資90億美元,並僱用6,000名員工日以繼夜、以創紀錄的11個月時間在台南成功設立新廠。

Arete Research分析師Brett Simpson在接受《EE Times》採訪時說:「只要台積電每年持續提供創新的產品,並且擁有高良率,預期台積電在未來幾年,將仍然是蘋果的唯一供應商。」

瑞士信貸(Credit Suisse)分析師Randy Abrams表示,台積電很可能在2020年之前仍然是蘋果處理器的唯一供應商,對於蘋果來說這是一個很特殊的情況,以往該公司傾向由多家亞洲供應商提供關鍵零組件,以分散風險並掌握定價的話語權。Abrams告訴《EE Times》:「蘋果和台積電迄今已從這種關係中互惠互利,蘋果每年皆能將處理器升級,而台積電擁有一個非常大的主要客戶,推升其新製程的規模。」

對台積電來說,支持蘋果代表著巨大的資本投資,也代表著必須以更快的速度推出領先半導體業界的技術。

20181009NT31P1 2018年台積電7nm製程客戶比重。(資料來源:台積電公司資料和Bernstein Research預估及分析)

潛在競爭對手

在過去幾年中,台積電可能的競爭對手隨著產業整併而減少,可以從台積電手中搶走蘋果生意的公司可能不到兩家。根據Simpson的說法,以前為蘋果生產應用處理器的三星(Samsung)在未來將面臨許多不利的情況。

他說:「三星透過一個計畫來擴大自己的晶圓代工業務,並希望假以時日成為全球第二大業者,但是若要借助蘋果的訂單來推升其市場佔有率將是一大挑戰。目前三星已經是智慧型手機有機發光二極體(OLED)螢幕的唯一供應商,並提供蘋果大量的DRAM、相機感測器(camera sensors)和記憶體晶片。三星可能有興趣打入蘋果的晶圓代工供應鏈,但他們目前在蘋果iPhone的物料清單(BOM)中佔比已經非常高。」

根據Simpson的說法,英特爾(Intel)對蘋果來說是較不可能的合作對象。「英特爾(Intel)通常被視為潛在的晶圓代工廠商,因為它們投資於先進技術上,但實際情況是,晶圓代工廠與大量製造微處理器的方式完全不同。」更何況,英特爾還缺乏蘋果所需的低功耗SoC製造經驗,因此Arete Research認為英特爾無法替代台積電。

EE Times分析師提到,由於台積電在7nm技術領域佔有領先地位,因而為該公司贏得新的生意機會。Bernstein Research分析師Mark Li指出,台積電今年將重新獲得高通(Qualcomm)的先進產品線訂單。Li說:「這是一個重要的進展,因為高通自2014年以來,一直向三星和Globalfoundries採購高階產品。」

提升封裝優勢

台積電已經鎖定了蘋果A10和A11處理器業務,部分原因在於台灣晶圓代工廠在封裝技術方面的競爭優勢。台積電於2016年推出了針對蘋果A10處理器的整合扇出型(InFO)封裝技術,InFO採用扇出型晶圓級封裝方式,而非覆晶封裝,封裝厚度減少20%、速度增益提高20%,且導熱效能提高10%。

隨著摩爾定律(Moore’s Law)在開發上已達到5nm的物理極限,目前半導體製造業已朝向「超越摩爾(more than Moore)」時代演進。台積電成為第一家在封裝技術上,透過多晶片組合而無需中層基板(intervening substrate),將晶片I/O密度提高,超越傳統球閘陣列(BGA)封裝的代工廠。

當摩爾定律接近物理極限,而且成本對於大部分晶片廠商來說已經接近門檻時,新的製造方式開始出現,以解決這些難題。

半導體產業協會(Semiconductor Industry Association;SIA)在2016年7月取消了業內廣為人知的技術計畫,即國際半導體技術發展藍圖(ITRS)。SIA決定終止此藍圖發展,代表業界已承認摩爾定律的發展已減緩,在更加互連的世界中,需要開發新的工具、圖表和程序來定義目前與未來研發差距(research gaps)。

台積電的InFO封裝技術被視為摩爾定律連續縮放假設(continuous scaling assumption)的替代方案。Williams提到,他並不擔心未來的處理能力不足。他在去年台積電活動中指出:「蘋果不擔心半導體產業發展減緩的說法。」他說事實並非如此,蘋果認為未來半導體產業發展潛力相當大,「我們目前看好雲端領域的發展,但未來發展趨勢將會朝向設備端的處理。蘋果相信這是在不影響反應性(responsiveness)、隱私和安全性的情況下,提供最佳規格的最好方式。」

強大的生態系統

台積電擁有其他競爭對手所缺乏的強項。該公司建立了強大的設備和IP供應商的生態系統,以優先支援其晶圓代工的研發進展。Simpson說,這有助於降低無晶圓廠(fabless)公司的成本。他表示:「從頭開始設計7nm晶片所需的一次性工程費用(NRE)會提高到1億美元以上,因此,任何投資於此的晶片製造商都需要先確認是否有一個健全的開發生態系統,和提供給新晶圓代工流程的大量最佳化IP區塊(IP blocks),以確保送交製作(tapeout)的過程能順利進行,這對台積電來說是一種差異化的方式。

(參考原文: Apple-TSMC Sole-Source Embrace Holds Risk for iPhone Maker,by Alan Patterson)