來自Facebook、亞馬遜(Amazon)、微軟(Microsoft)和Google等網際網路和雲端運算巨擘的多位代表與工程師團隊們「大陣仗」地現身日前的國際半導體展(Semicon West),他們關注現場動態、聽取簡報,並針對最新的製造工具和半導體製程技術「品頭論足」一番。

儘管在這些所謂的「超大規模業者」(hyperscaler)中有一、兩家參與半導體展的情況並非前所未有,但如今「四大天王」像這樣一次全部出現卻不尋常,看來「案情並不單純」。

「硬體再度變得迷人了,」VLSI Research執行長G. Dan Hutcheson說:「業界多半認為現在是『軟體為王』的時代。但事實上,軟體還是要靠硬體才能有效地執行。」G. Dan Hutcheson同時也是長期觀察這一產業的資深半導體資本設備分析師。

超大規模業者的出現——以及他們的「深口袋」,對於這個在產業明顯衰退期間舉辦的一場活動來說,就像帶來了一縷陽光。來自這些公司的工程師們大陣仗地出現在展場上,更證明了這一點:儘管半導體產業目前在供需曲線上的處境困難,但在隧道盡頭仍有著一盞明燈:未來還將會製造更多、更多的晶片。

像Google和Facebook這樣的「大咖」通常不愛自己親自出馬,多半透過其程式設計團隊開發的複雜軟體演算法來達到目標。他們當然不會自己去製造半導體,也不期待很快會這麼做。那麼,為什麼這些擁有數十億用戶的「大咖」會對於在批次濺鍍工具上邊緣沉積層厚度規格這一類深奧的設備表現得如此感興趣?

近年來,這些所謂的「超大規模業者」陸續派出更多的人員參加像Semicon West這一類的展會,以一種大部份系統OEM從未曾有過的方式,表現出渴望參與半導體製造供應鏈的態度。他們不僅設計自家晶片,而且還摩拳擦掌、躍躍欲試,準備好與設備、材料和設計軟體供應商分享他們的想法,協助推動半導體製程技術進展。

大約從三年前開始,Hutcheson和他在VLSI Research的同事們注意到包括Google等科技巨擘經常出現在Semicon West以及一些半導體製造業界的各大小聚會上。他將這些公司稱為「超垂直業者」(hyper-verticals),因為這些公司傳承了1970-1980年代垂直整合業者的精神,當時如AT&T、通用電氣(General Electric)與通用汽車(General Motors;GE)等公司都擁有自家晶圓廠並自行製造晶片。然而,到了1990年代,隨著無晶圓廠模式崛起,這些晶圓廠幾乎逐漸消聲匿跡。

經過Hutcheson的多方探詢,終於知道像Google和IBM等公司已經無法僅從軟體取得所需的進展了。為了使其業務最佳化,他們必須要一路掌握到最基本的元件,瞭解晶片究竟如何演進。

對於這些科技巨擘來說,現成的元件或甚至是像英特爾(Intel)等公司開發的高階微處理器還不夠。Hutceson說,「傳統晶片都是由晶片製造商以建構模組的方式銷售,就只能使其達到目前的發展。這就是我在三年前看到的,因此,這些業者開始說硬體才是未來。但當你聽到一家軟體業者跟你說硬體才是未來時,可能會有點驚嚇。」

「超垂直業者」名單持續增加中…

在那之後的幾年來,Facebook和Amazon等其他公司陸續被添加到Hutcheson的「超垂直業者」名單中。但競相開發自家深度學習加速器只是在「火上澆油」,因為這些超大規模業者有的是錢,只要處理的交易越多,就能提供更多的廣告服務,錢滾錢也會越來越多。

Hutecheson說「人們傾向於將雲端視為IT的一種擴展。但不同的是,IT是組織的成本中心。而在雲端公司,它是利潤的中心。」

當然,供應商們已經注意到客戶的客戶想要什麼。儘管他們的晶片最終同樣將交由代工廠製造,但超大規模業者「有錢就是任性」。Google、亞馬遜和Facebook光是去年的總收入就超過4,000億美元。

Hutcheson表示,半導體設備製造商——尤其是像應用材料(Applied Materials)和ASML等先進設備製造商,他們正試著了解這些超垂直業者的需求,以便聚焦於新的工具開發任務。「現在這些高階公司開始發展自己的要求,因而也帶動了設備的發展。」

例如,應材在Semicon West推出了新的Endura物理氣相沉積(PVD)平台,該平台是專為雲端運算和物聯網(IoT)所使用的新型記憶體技術而開發的。在這些設備中,Endura Impulse PVD系統具有多達七個沉積反應室,適用於生產新興的非揮發性記憶體PCRAM和ReRAM,可望為人工智慧(AI)時代提供高性能、低功耗的嵌入式記憶體。

Hutcheson說:「這是一款針對特定製程的工具,接下來你還會看到更多這一類與整個供應鏈密切相關的消息陸續發佈。」

應用材料公司總裁兼執行長Gary Dickerson介紹,Endura新系統的開發是應材與更廣泛的客戶和合作夥伴生態系統建立聯繫並與其合作的例子,以瞭解業界需要哪一類型的技術以及可能實現哪些製程能力。他說,隨著業界的進展從完全由摩爾定律的微縮所推動,逐漸轉向依賴新材料和新架構實現創新的新劇本,這將有助於決定哪些公司能夠成功地向前進展。

Dickerson說:「現在,我們正在思考如何共同最佳化所有不同的能力。新的Endura系統是我們如何結合不同技術以及設計一種當今無法實現的結構之最佳照。」

Hutcheson同意這個看法。「我們已經看到越來越多的關聯性了。」

無論是「超大規模業者」還是「超垂直業者」,這些重量級科技大咖的AI晶片開發將會在未來的半導體製程技術上發揮越來越重要的作用。在亞馬遜、Facebook、Google以及微軟等「四大天王」之外,還有中國的百度(Baidu)、阿里巴巴(Alibaba)與騰訊(Tencent)等號稱「中國網際網路三巨頭」(BAT)。除此之外,還有十多家公司也希望有朝一日能夠設計出自家的深度學習加速晶片。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Tech Titans Beginning to Drive Process Technology Roadmap,by Dylan McGrath)