特斯拉在台灣時間7月29日釋出消息:「特斯拉的AI6晶片將委託三星代工,並將在其德州廠生產」,消息一經釋出台韓兩樣情,Samsung股價大漲6.8%,台灣股民卻是愁眉苦臉,這篇文章帶大家深入探究為何特斯拉AI5晶片委託台積電,AI6卻轉單三星~
1. 台積電先進製程滿載,特斯拉為確保交期或產能而分散風險
2. 三星提供更優惠價格搶單;以及這165億美元僅是部分而非全部訂單,馬斯克本人也表示「16.5 billion只是最低門檻,實際可能遠高於此」,故特斯拉可能先在三星 3nm GAA 製程下部分產能,之後再與台積3奈米作為比較參考3. 分散地緣政治風險
而其中三星之所以能與特斯拉達成協議的最大可能性,就是其答應「開放產線」讓特斯拉人員進駐;馬斯克強調特斯拉將深度參與製程,這以往在半導體製造業中是逼近不可能,因製程往往是核心機密。
以台積為例,連廠商進出都不能帶自己的紙了(你沒聽錯,連手寫的紙都管制)廠商在裡面只能使用內部的無塵紙,而且禁止攜出,更不用說其他3C產品,基本上除了台積內部工程師以上人員配發的公務機外,是不可能攜入個人具通訊記憶功能的電子產品的,管制之嚴,更不可能讓客戶在除了稽核需求以外隨意進入產線,因為即便是客戶,也有可能在得知「眉角」後轉而投單予更便宜的IC製造商,進而導致製程機密流出,故對於三星來說,其製程因過往累積的各種管理因素致良率已經大幅落後台積電。
而馬斯克的第一性原理思維使其認為「既然三星內部管理有問題,那我就深入三星直接監督、使其優化生產效率,加速項目的進度」。這樣的想法本身並無不可,但關鍵在於,半導體製造業本身已從IDM(Integrated Device Manufacturer)時期的垂直整合轉向高度專業分工模式,其專精的程度已非過往能比擬,而特斯拉目前很明顯為電動車、能源、機器人領域的垂直整合製造商(包括AI模型也是自研),故Mark個人對特斯拉是否真能協助三星脫胎換骨持保留觀察態度,為何這麼說?
因為特斯拉派人進線的話,必須得要是CRD(製程改善研發)等級的人員,能夠實質幫助三星調整改進機台參數的人;對於半導體製造業來說,即便機台一樣,東西做出來良率還是可以差很多,關鍵在於機台參數,這也是各家的絕對機密(台積甚至祭出各種變態手段防止數據外流)。而調整參數必須經歷大量的製程試誤、燒掉大量的測試成本,還不一定搞的好,甚至連智慧製造也是重點,台積光一台機台就同時蒐集上千項數據(包括機台固定座的關節震動等所有你想的到跟想不到的細節),所有資料再透過已持續建置優化20幾年的智慧製造 AI 去分析提供給工程師hint看哪裡可能可以改善,甚至連無塵室潔淨度要求都幾近變態,工程師甚至要戴防毒面具等級的過濾裝置(而不是口罩而已)以確保 particles 不會噴出去,連EE(設備工程師)維修保養也不能用purge噴槍去吹(怕particles 飛進其他機台影響產品)。
總之台積能有這樣的良率,背後是用盡各種手段去改善各種可能影響製程良率的因子;我不確定特斯拉派過去的人知不知道這些細節,也不確定三星真的能有辦法這樣搞(而且還不是付出就一定告搞得成),還要三星願意砸大錢優化生產車間導入更高端的智慧製造,並且這種底層性的改善、整合都是曠日費時的。
另一方面,有說法是「因為三星的3奈米是採用GAAFET製程,所以功耗、效能等一定比台積採用上一代FinFET的3奈米來的好」
這完全是外行錯誤的看法,實質上,在技術層面,因為三星不用GAA就弄不出3奈米了,故為逼不得已而用之,在電晶體微縮的框架內,因摩爾定律限制(先進封裝是more than Moore,不一樣),通常會希望越新一代的方法留到越後面,以提高天花板,這點在曝光機(光刻)也一樣,會希望同一個波長能盡量延續久一點(不然以目前來講只能提高NA數)。
我打個比方,如果你用普通技能就能打的死野怪,你不會開大招,三星目前的狀況好比等級不夠但想越級打怪,只能開大,但台積用普通技能尚游刃有餘,這是最大的差異,如果台積相同的奈米製程也用上GAA,那功耗、能效一定也優於三星,台積不是不知道,只是他們FinFET還搞得過,3奈米就先用,等延續不下去的奈米製程才會考慮用GAAFET,同一時間,提早開大開完的三星可能就沒繼續打下一關的本錢了,更不用說台積還押著一堆先進封裝的招式。
而目前三星自廠的比較也有盲點,因其是"自己比自己",如果有辦法客觀的cross測試三星VS.台積,可能才比較能確定三星真的3nm GAAFET優於台積,否則,實際上台積3nm FinFET也有低功耗種類的產品,而且GAA因為是下一代的架構,單位成本遠比Fin來的高!
當初台積在3奈米世代原本也要用上GAA,後來不用也做得到同等級的效能,就把這個武器往後延一代,反觀三星是被台積逼急了,為了弄出三奈米,也只能不惜成本先從GAA進場了⋯⋯
況且GAA因為不若Fin來的成熟,等於高成本+良率差,故特斯拉此次下單在Mark分析看來,是給予負面評價的,後續仍需持續觀察有無因之產生而被放大的不良效應。