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台积电称霸晶圆代工，为何有意挥军存储器产业？

拓墣产业研究院 2018-09-29 13:39
台积电 存储器产业 半导体产业 阅读(4307)
导语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。
 　　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。
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