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台积电为何要进军存储业务?

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9月初,在中国台湾国际半导体展(SEMICON Taiwan)上,台积电新任董事长刘德音的一番表述在行业内引起了不小的波澜。据悉,在20分钟的英文演讲中,他总共提到了14 次“存储”。他一再强调,当前的人工智能运算,有8成以上的能源消耗在内存,是当前半导体技术的一大瓶颈。


紧接着,在接受媒体采访时,刘德音首度承认:台积电“不排除收购一家内存芯片公司”,但目前没有明确目标。


刘德音的这一表态,不禁让人吃了一惊,对于半导体业的巨无霸企业,特别是在晶圆代工领域,已处于绝对领航地位的台积电,难道也要寻求转型了吗?各种疑问接踵而至。


但当一系列的疑问闪过以后,仔细想一下,台积电的这种意图和战略,不正符合近些年整个半导体产业的发展、变化大势吗!


合久分 分久合


半导体产业已经发展了半个多世纪,而在早些年,产业处于成长和上升阶段,企业数量少,另外,早期的市场容量和产业规模有限,市场竞争少,企业大都是以IDM形式存在着。随着市场容量和需求的扩大,竞争愈加激烈,从而对企业的核心竞争力提出了更高的要求,更重要的是,市场催生了新的商业模式,市场也出现了更多的机会和挑战,促进了优胜劣汰,以及新企业、新产业模式的出现。


这样,以飞兆半导体、德州仪器、英特尔和摩托罗拉等为代表的老牌IDM逐渐分化或衍生出诸多新企业,逐渐出现了Fabless和Foundry的业态,台积电正是在这样的产业发展变化中,于上世纪80年代诞生的,且创立了Foundry这一商业模式。


而随着产业规模的不断扩大,企业数量也不断上涨,半导体产业逐渐进入成熟阶段,甚至有人认为已经成为了夕阳产业。这样,产业已经不可能再像原先那样,不断裂化发展,正所谓合久分,分久合,整体上必须保持一个动态的平衡,才能继续发展下去。


因此,以2015和2016两年的并购狂潮为标志,整个半导体产业从原来的分散化,开始进入了聚合式发展阶段,资本的、技术的、人才的,各种企业并购接二连三地出现,案例数不胜数,背后的驱动力,既有市场发展需求,也有金融资本,还有政治因素。


过去几年,无论是IDM,还是Fabless,已经出现了多起重量级的并购案例,而唯独作为三大业态的Foundry厂,还没有出现大规模的并购案例。而台积电新任董事长刘德音的表态,不知道是不是预示着行业聚合趋势开始作用于Foundry厂了。


无独有偶,近期,全球排名第二的Foundry厂格芯(GF)宣布放弃7nm制程工艺的研发,更吸引眼球的是,业界还传出了格芯会并购整合的消息,当然,从目前来看,这一消息的真实性还有待观察。不过,从行业发展态势来看,无论是台积电,还是排名靠前的其它几家Foundry厂,出现具有标志性意义的并购整合,都是顺势而为的。


为什么是存储?


从刘德音的表述来看,台积电很有可能并购一家存储器厂商,无论是DRAM,还是NAND Flash,都会在其考虑范围之内,因为在去年闹得沸沸扬扬的东芝TMC业务并购案中,台积电就曾经考虑过参与竞购,从而进入NAND Flash,但因为未能完全评估好而放弃。而此次刘德音的表态,其标的似乎更倾向于DRAM企业,据猜测,台湾地区的南亚科是主要目标。


实际上,台积电的业务整合之路早就开始了,只不过是从与其IC制造业务紧密相关的封测业务开始,不那么显眼、突出而已,如著名的封装技术InFO,就是台积电的标志性技术,此外,该公司目前正在台湾地区新建能满足3D等先进封装技术要求的工厂。


相对于拓展封测业务,进军存储显然吸引了更多的眼球,也更具标志性。那么,为什么是存储,而不是处理器,不是功率半导体,以及其它模拟和数字电路呢?


显然,存储器,无论是DRAM,还是NAND Flash,都属于集成电路领域的“大宗商品”,无论时代如何发展,产业如何变化,产业对存储器的需求始终是稳定的,大量的。而各种处理器、功率半导体,RF,以及其它模拟和数字电路则不同,会随着市场和应用的发展变化,出现过山车似的增长和下滑。


回顾历史,无论是老牌半导体企业,还是业界领先(或是曾经领先的)国家和地区,大都是从做存储器开始的。


如今的英特尔是以做CPU闻名的,但在上世纪90年代之前,它的主营业务可是存储器呢,也是凭借存储器业务,成为了业内数一数二的公司,也为其后来转型做CPU奠定了基础。


上世纪七八十年代,日本半导体产业也是凭借存储器,一度超越了美国,称霸世界半导体行业。而继日本后崛起的韩国,特别是三星,在上世纪八九十年代,也是凭借其在存储器方面所下的巨大赌注和投入,逐步奠定了其今天的存储器行业领先地位的。


而作为产业新兴区域,中国大陆也在大力发展半导体,政府则是主要的推动力量,而无论是发展本土的IDM,还是Fabless,或是Foundry,重点突破的都是存储器,三大国字号存储器项目就是典型代表。


作为在半导体行业有深厚的技术积累,以及雄厚的客户和人才储备的台积电来说,进军存储器业务顺理成章,也是巨无霸级别企业的首选。以它的半导体制造水平和能力,以及技术功底和人才聚集能力,要想在存储器领域有所作为,并非难事。


现实需要


除了具有集成电路领域“大宗商品”这一基本属性外,存储器随着技术和应用的发展,还出现了更高容量、更强性能方面的需求。最简单的例子就是手机,其处理器性能越来越强,对DRAM的要求也越来越高,当下,6G和8G的内存在手机中已经普遍存在,用不了多久,10G及更高容量的内存会越来越多地进入手机。


另外,AI发展方兴未艾,而AI本身就是一个很复杂的存在,与CPU等传统处理器有着很大区别,AI就是要让更多的人类学习、思考和推理方式和逻辑进入机器当中,而机器学习过程中的训练和推理这两个过程越来越复杂,算法也越来越复杂,涉及的数据量也越来越大,而这些都需要大容量、高性能存储器的支持。


因此,传统的存储器,特别是DRAM越来越难以满足AI的应用需求,人们已经在寻求技术突破,在提升存取量的同时,还要保证存取指令和数据的速度等指标,在这些方面,业界已经推出了一系列的新型存储技术,无论是DRAM,还是NAND Flash,每年都会有所创新,但真正落地还需要一些时间。


如在AI应用方面,为了应对越来越复杂的计算和处理需求,业绩已经提出了将存储和AI处理器合二为一的想法,即将AI专用芯片集成在处理器当中,以满足实际需求。这样来看,存储器,特别是DRAM在整个系统当中的权重在不断提升。在传统意识里,无论是PC还是手机,存储器只是用于配合CPU或AP,是配角,而随着AI的成熟,这种状况似乎要发生变化了,将来,我们或许很难区分,是AI处理器重要,还是存储器重要,因为实际应用对存储的要求越来越高,存储与处理似乎也在朝着融合的方向发展了。


结语


如果台积电真的要发展存储业务的话,显然要比其发展封测业务复杂得多,也正是因为如此,这样做更具开创性和发展潜力。


纵观历史和当下,做存储器的都是IDM,没有Foundry,即使有,也只是昙花一现,没有成功的,这里说的存储器是“大宗商品”,那些小容量的嵌入式产品不在谈论范围之内。


作为全球Foundry霸主,台积电如果进入存储器业务,在某种程度上也是补上了这块“短板”,当然,情况不止如此,由于做存储器的普遍是IDM业态,无论其并购哪家存储企业,短期内恐怕难以成为台积电的主流业务板块,估计还是以原有的、相对独立的IDM状态运营。但如果仅仅是这样,那么台积电进入存储业务的意义似乎就没那么大了。


而从长期来看,台积电如果能将存储业务做大,结合整个产业的聚合发展态势,是否会出现类似于传统IDM,而又有所区别的、新形态的IDM呢?可能性还是有的。


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