格芯CEO最新訪談，格芯什么時(shí)候才能成為第一大晶圓代工廠？

格芯的歷史始于 AMD，該公司最初從 AMD 的制造部門獨(dú)立而出。隨后該公司進(jìn)行了著名的調(diào)整，不再追求領(lǐng)先的 EUV 技術(shù)，而是圍繞傳統(tǒng)工藝節(jié)點(diǎn)建立客戶群——或者引用一個(gè)新的術(shù)語，半導(dǎo)體行業(yè)的「基本節(jié)點(diǎn)」，其前沿生產(chǎn)的芯片比大多數(shù)人意識(shí)到的要少得多。對(duì)于每一個(gè)智能手機(jī) SoC 或機(jī)器學(xué)習(xí)處理器來說，都有大量的電力傳輸、控制芯片和各種各樣的芯片來支持它。因此，像格芯這樣的代工產(chǎn)品需求量很大。

在最近舉行的格芯技術(shù)峰會(huì)（GTS）上，筆者有機(jī)會(huì)與首席執(zhí)行官交談，了解公司健康狀況的最新情況，以及一些大眾所關(guān)注的問題。

Thomas Caulfield 博士自 2018 年 3 月起擔(dān)任格芯總裁兼首席執(zhí)行官，此前曾擔(dān)任紐約州馬耳他 Fab 8 的高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理。Caulfield 博士帶領(lǐng)公司完成了從 EUV 到 2021 年 10 月 IPO 的轉(zhuǎn)型。在以前的工作中，Caulfield 博士在 IBM 工作了 17 年，最終擔(dān)任 IBM 300 nm 微電子部門的副總裁。Caulfield 博士擁有哥倫比亞大學(xué)材料科學(xué)與工程博士學(xué)位。

Ian Cutress：我們上次以這種形式進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕徽勈窃趲啄昵?，您剛剛成為首席?zhí)行官，從那時(shí)起格芯在工藝制程上已經(jīng)落后了幾年，之后又經(jīng)歷了一場(chǎng)疫情和芯片短缺。第一個(gè)問題很簡(jiǎn)單：「生意怎么樣？」

Tom Caulfield：在您所談?wù)摰倪@段時(shí)間里，格芯的業(yè)務(wù)對(duì)我們公司、我們的客戶和我們的員工來說確實(shí)非常好。2018 年，我們決定停止追逐摩爾定律，成為這場(chǎng)競(jìng)賽中遙遠(yuǎn)的第三名。我們集中精力和研發(fā)，為終端市場(chǎng)創(chuàng)造真正差異化的產(chǎn)品，幫助我們的客戶使他們的產(chǎn)品脫穎而出。他們最終為自己獲取價(jià)值，而我們也為自己獲取了其中的一些價(jià)值。因此，當(dāng)我從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度思考這家公司從 2018 年到今天的成就時(shí)，我發(fā)現(xiàn)這對(duì)格芯來說是一段偉大的旅程。

IC：顧客起來了嗎？收入漲了？

TC：一切都在正確的方向！盈利能力向上且越來越好。

IC：我在這次活動(dòng)中注意到一件事 ：您不再將您的產(chǎn)品稱為「成熟節(jié)點(diǎn)」。您正在談?wù)摗富拘酒沟母拍睢＿@是怎么回事？

TC：我認(rèn)為我們的行業(yè)不太擅長(zhǎng)營(yíng)銷本身，我們從「有兩種類型的芯片：先進(jìn)芯片和傳統(tǒng)（或成熟）芯片」開始。它確實(shí)沒有充分體現(xiàn)這些芯片的創(chuàng)新水平。我們不能認(rèn)為這個(gè)行業(yè) 唯一的創(chuàng)新是推動(dòng)晶體管的規(guī)模。還有更多的創(chuàng)新實(shí)際上更相關(guān)，尤其是對(duì)于我們生活的世界。因此我們開始稱它們?yōu)椤腹δ茇S富」的芯片，因?yàn)檫@就是我們要添加的內(nèi)容。我們利用現(xiàn)有的技術(shù)平臺(tái)，使它們更加充滿活力，并且與行業(yè)更加貼近。所以我們選擇了「必不可少」，因?yàn)闅w根結(jié)底，如果沒有這些芯片，我們談到的許多應(yīng)用程序?qū)⒂肋h(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)，因此它們對(duì)終端市場(chǎng)變得至關(guān)重要。

IC：我知道你們?cè)谥悄苁謾C(jī)和汽車領(lǐng)域發(fā)揮了很多作用，我今天在這里看到了一張幻燈片，其中不僅僅是將尖端芯片應(yīng)用于這些設(shè)備。

TC：對(duì)，完全正確。有一組統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，12nm 及以上產(chǎn)品占據(jù)半導(dǎo)體市場(chǎng)的 70%，只有 30% 是先進(jìn)制程的芯片。因?yàn)槟柖墒冀K首先是一條經(jīng)濟(jì)定律，它是為了縮小晶體管的尺寸，因?yàn)槊總€(gè)晶體管的成本更低，但每個(gè)晶體管的功率和性能也更好。如果快進(jìn)到 28 納米，當(dāng)然還有 16 納米、14 納米，經(jīng)濟(jì)狀況就會(huì)發(fā)生變化。

每個(gè)晶體管的成本上升，因此您使用這些技術(shù)的唯一原因是對(duì)于絕對(duì)需要每個(gè)晶體管的性能或每個(gè)晶體管的功率的應(yīng)用。您永遠(yuǎn)不會(huì)為應(yīng)用程序支付超出您需要的費(fèi)用，這確實(shí)創(chuàng)造了半導(dǎo)體的普遍部署，以及為什么這些基本芯片變得更加重要。它們擁有正確的功能、正確的特性集并且具有最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

IC：代工領(lǐng)域有很多參與者，大多數(shù)與格芯處于同一位置的代工廠都在擴(kuò)張，格芯采取了那些擴(kuò)張措施？

TC：我們的企業(yè)是一家制造服務(wù)公司，我們只能通過增加產(chǎn)能來增加收入。全球是有很多晶圓廠，但我認(rèn)為數(shù)量是有限的，全球收入達(dá)到 20 億美元規(guī)模的晶圓代工廠只有五家。格芯 2022 年的營(yíng)收達(dá)到 80 億美元，因此我不認(rèn)為 20 億美元是很高的門檻。那么來看一下這五家代工廠分別是：臺(tái)積電、聯(lián)電、格芯、三星和中芯國(guó)際?？梢钥吹?，晶圓代工廠都高度集中在全球的一個(gè)地區(qū)——中國(guó)臺(tái)灣。全球幾乎 70% 到 80% 的產(chǎn)能都來源于中國(guó)臺(tái)灣。并且產(chǎn)能也高度集中于一家公司——臺(tái)積電，臺(tái)積電的營(yíng)收規(guī)模是我剛剛提到的其他四家的兩倍。全球的產(chǎn)能都集中在一家公司，這是一個(gè)重大的工業(yè)問題。

再回到你的問題，格芯需要增加產(chǎn)能來創(chuàng)造規(guī)模，以便我們的客戶繼續(xù)依賴我們，同時(shí)格芯也一直在擴(kuò)大我們的全球足跡。

2021 年，我們將第一座塔架投入使用，以增加新加坡工廠的產(chǎn)能。2022 年 6 月，我們搬入了第一個(gè)工具，然后在 2023 年 7 月，我們進(jìn)行了剪彩慶祝。隨著這家工廠的建成和運(yùn)營(yíng)，我們的產(chǎn)能大幅增加——每年制造超過 400,000 片晶圓。

在紐約州北部的 Fab 8 工廠，過去幾年我們投資超過 1-12 億美元擴(kuò)建產(chǎn)能。在德累斯頓我們投資了 24 億美元來提高產(chǎn)能。去年六月我們還宣布與 STMicro 建立合作伙伴關(guān)系，我們將通過與他們的聯(lián)合合作擴(kuò)大產(chǎn)能，這就是我們現(xiàn)有的產(chǎn)能。

上周，格芯還向向美國(guó) CHIPS 辦公室提交我們的擴(kuò)張計(jì)劃、共同投資以及來自美國(guó)政府的資金，以繼續(xù)擴(kuò)大我們?cè)诿绹?guó)的業(yè)務(wù)。

IC：美國(guó)的《芯片法案》和歐盟的《芯片法案》對(duì)你們的擴(kuò)張方式有多大影響？

TC：這不會(huì)影響我們擴(kuò)張的時(shí)間，只有在確實(shí)有需求的情況下，格芯才會(huì)創(chuàng)造產(chǎn)能。這關(guān)系到確定性、耐用性和盈利能力。格芯不是一家產(chǎn)品公司，只是建立服務(wù)客戶的能力，而客戶需要承諾格芯的這種能力才能進(jìn)行這些投資。很多時(shí)候，格芯與客戶共同或合作進(jìn)行這些投資。在格芯認(rèn)為可行的市場(chǎng)上進(jìn)行產(chǎn)能投資，在我們認(rèn)為可行的市場(chǎng)提供服務(wù)的技術(shù)平臺(tái)上進(jìn)行投資。例如，在汽車領(lǐng)域。當(dāng)然，就像任何優(yōu)秀的公司或任何進(jìn)行投資的人一樣，我們希望獲得這些投資的回報(bào)。因此，盈利能力是該投資理論的重要組成部分。因此，對(duì)于我們歐洲政府或美國(guó)政府（或其他政府）來說，他們提出的是在其地區(qū)創(chuàng)造能力的愿望。他們提供一些資金，幫助實(shí)現(xiàn)該經(jīng)濟(jì)模型的盈利能力。

IC：很多人沒有意識(shí)到在非前沿節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行了多少研究。我剛剛完成一個(gè)演示，其中展示了 格芯擁有的 22 納米和 45 納米級(jí)節(jié)點(diǎn)的所有不同變體。您能介紹一下格芯在這些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上所做的研發(fā)嗎？

TC：首先看有多專注于研發(fā)，格芯將大約 7-8% 的收入用于研發(fā)，這意味著有幾千人在從事研發(fā)。其次是，在哪里做研發(fā)，選擇怎么做研發(fā)。對(duì)格芯來說，專注于終端市場(chǎng)，我們認(rèn)為在那里可以創(chuàng)造真正的差異化價(jià)值。這是為了幫助我們的客戶服務(wù)于這些市場(chǎng)，如果我們幫助他們服務(wù)于市場(chǎng)，我們也為自己獲取了價(jià)值。

因此，我們做了非常詳細(xì)的市場(chǎng)評(píng)估。我們稱它們?yōu)楦裥灸軌騽?chuàng)造差異化的「戰(zhàn)場(chǎng)」。差異化有多種形式。比如：我們?cè)诩夹g(shù)平臺(tái)上添加了什么？那是高電壓?jiǎn)?？它是用于微控制器安全的嵌入式存?chǔ)器嗎？對(duì)于不受限制的電池供電設(shè)備，在關(guān)閉狀態(tài)下功耗是否較低？等等方面。
我們選擇需要添加的功能類型。有時(shí)這些功能實(shí)際上就在軟件中。或者是用于設(shè)計(jì)的 IP——使平臺(tái)能夠交付給這些市場(chǎng)的復(fù)雜或基礎(chǔ)的 IP。所以在全球范圍內(nèi)，我們有超過 2000 人在做研發(fā)。僅在歐洲，我們就有 500 多名研發(fā)人員。我們將繼續(xù)添加服務(wù)于這些終端市場(chǎng)的功能，并構(gòu)建我們的技術(shù)平臺(tái)。

IC：最近有什么進(jìn)展讓你感覺很興奮？

TC：我想我對(duì)我們的嵌入式內(nèi)存技術(shù)感到非常興奮。特別是我們最近發(fā)布的一項(xiàng)有關(guān) 28 納米的公告。它不僅具有性能、耐用性和可靠性，而且具有超強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。實(shí)際上，我們用競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手一半的掩模步驟創(chuàng)建了存儲(chǔ)單元。因此，我們?cè)趧?chuàng)建該技術(shù)時(shí)具有性能優(yōu)勢(shì)和成本優(yōu)勢(shì)，這些都是讓人感到興奮的東西。

IC：45 納米光子學(xué)工藝，我看到很多人想要使用它，但在其他地方卻幾乎沒有選擇。

TC：是的，我們是唯一一家將 RF-SOI、CMOS 和光子處理集成在單個(gè)芯片上的公司，這在我們所服務(wù)的市場(chǎng)中創(chuàng)造了巨大的機(jī)會(huì)。

IC：芯片短缺給行業(yè)帶來了很大的破壞，這一切都是為了確保供應(yīng)鏈，然后是安全的供應(yīng)鏈。顯然德國(guó)對(duì)汽車制造商來說是一個(gè)重要的市場(chǎng)。利用這兩條信息，我們是否能夠擺脫供應(yīng)不足的困境？

TC：對(duì)我來說，令人驚訝的是整個(gè)世界經(jīng)濟(jì)都依賴于一個(gè)名為「半導(dǎo)體」的行業(yè)，而這確實(shí)是晦澀難懂的。直到你買不到汽車、洗衣機(jī)或某種電器之前，沒有人真正了解這一點(diǎn)。每個(gè)人都在問「什么是半導(dǎo)體？」 之后，他們學(xué)到了很多。他們了解了這項(xiàng)技術(shù)的重要性。因此，芯片的短缺確實(shí)造成了很大的破壞，并采取了很多行動(dòng)來創(chuàng)造更多的能力。它促使世界各國(guó)政府采取行動(dòng)，與他們表示，我們需要確保主權(quán)安全，我們需要供應(yīng)鏈安全和經(jīng)濟(jì)安全。政府表示我們需要在我們自己的國(guó)家建立一些這種能力。它創(chuàng)造了一系列活動(dòng)，但我認(rèn)為這反映了半導(dǎo)體對(duì)世界和世界經(jīng)濟(jì)的重要性。

那么，供需失配的情況如何呢？這是一個(gè)非常棘手的問題，因?yàn)樗羞@些終端市場(chǎng)都有不同的獨(dú)特屬性和不同類型的供應(yīng)。我想說，汽車行業(yè)比 2021 年的情況要平衡得多。但我認(rèn)為，對(duì)于所需的芯片類型以及從內(nèi)燃機(jī)汽車到自動(dòng)駕駛汽車的轉(zhuǎn)變，我們?nèi)蕴幱谝粋€(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。電動(dòng)汽車所需的芯片類型意味著我們?nèi)詫⒃谖磥硪欢螘r(shí)間內(nèi)追求這種能力。但與 2021 年相比，我們的一致性要好得多。

IC：目前，對(duì)于芯片方面，很多人都在關(guān)注人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)。我們剛剛談到了基本節(jié)點(diǎn)，但通常當(dāng)我們談?wù)摍C(jī)器學(xué)習(xí)時(shí)，我們會(huì)談?wù)撚?xùn)練以及對(duì)這種高密度、高性能芯片的需求。那么格芯在哪里滿足機(jī)器學(xué)習(xí)市場(chǎng)的需求呢？

TC：我認(rèn)為人工智能的巨大機(jī)遇就是我們所說的「邊緣智能」。放置人工智能最簡(jiǎn)單的地方是在云端——云端將對(duì)這些大型模型進(jìn)行訓(xùn)練，但對(duì)于這些大型模型，推理將在邊緣進(jìn)行。如果他們?cè)噲D在云中完成所有事情，那么成本太高，而且經(jīng)濟(jì)上行不通。邊緣是感知到某些東西的地方。模擬世界出現(xiàn)了：它是圖像、聲音還是熱量。有些事情被感知到，需要采取行動(dòng)，該行為是從安全地放置在該設(shè)備上的某個(gè)模型中推斷出來的。該設(shè)備感知這個(gè)模擬世界，并利用該信息執(zhí)行某些操作并采取行動(dòng)。也許在積累了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)后，它會(huì)獲取數(shù)據(jù)、解析數(shù)據(jù)、壓縮數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到云端。然后這些模型會(huì)被重新訓(xùn)練。因此，當(dāng)你思考人工智能的未來時(shí)，云中將是訓(xùn)練和生成模型的地方，但推理將在邊緣進(jìn)行。其中兩個(gè)非常強(qiáng)大，因?yàn)槟銓⒛軌驌碛心闼械碾娖?、所有設(shè)備，包括你的智能手機(jī)和顯示器、你的電視、你的電腦——它們將支持人工智能，這是因?yàn)橥评韺l(fā)生在該設(shè)備上，以便快速響應(yīng)其所具有的任何信號(hào)或感測(cè)。

IC：格芯是否會(huì)主要在邊緣領(lǐng)域發(fā)揮作用？

TC：我們是，我們希望成為邊緣推理的領(lǐng)導(dǎo)者。

IC：基礎(chǔ)設(shè)施怎么樣？

TC：基礎(chǔ)設(shè)施非常重要，尤其是當(dāng)你考慮能源基礎(chǔ)設(shè)施和通信基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)。我們擁有領(lǐng)先的射頻通信技術(shù)，無論是短距離藍(lán)牙、NFC、中距離 WI-Fi 還是基于毫米波或 5G 的蜂窩塔。無論是從基礎(chǔ)設(shè)施方面還是從智能移動(dòng)方面來說，我們的技術(shù)都是其核心。

IC：如果您希望讀者在 20 秒內(nèi)了解格芯的一件事，您希望它是什么？

TC：創(chuàng)新不能狹隘地用晶體管尺寸來定義。是的，這是我們行業(yè)技術(shù)要求的必要組成部分。但這還不夠。這些重要的芯片——我們添加的功能類型，為我們使用的所有電器帶來了生命。您在移動(dòng)設(shè)備上使用安全支付，猜猜這些設(shè)備是誰制造的？格芯可以，因?yàn)槲覀儗⑶度胧絻?nèi)存放入具有 NFC 連接功能的微控制器中。這意味著它有一個(gè)安全元件來確保您的交易以安全的方式完成。當(dāng)你的手機(jī)連接到 5G 塔時(shí)，所有的芯片都是格芯制造的，這不是用一位數(shù)納米制造的，而是用差異化的基本芯片制造的，這些芯片為那些關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用構(gòu)建了這些功能。

IC：你們?cè)隈R耳他（Fab 8）的 EUV 機(jī)器怎么樣了？

TC：當(dāng)我們?cè)?2018 年對(duì)公司進(jìn)行轉(zhuǎn)型時(shí)，我們不需要這些機(jī)器。我相信我們把一臺(tái)賣給了一個(gè)研究機(jī)構(gòu)，另一臺(tái)被 ASML 收回，翻新后賣給了其他人。通過「收回」，他們給了我們「一些」美元。

IC：12FDX 發(fā)生了什么？

TC：12FDX 仍在我們的路線圖中。遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于市場(chǎng)需求而創(chuàng)造的技術(shù)對(duì)任何人都沒有好處，對(duì)我們來說，這是確保我們與考慮到特定最終用途的客戶合作開發(fā)這些面向未來的技術(shù)。因此，我們繼續(xù)將 12FDX 保留在我們的路線圖上，并繼續(xù)評(píng)估客戶，以確保該技術(shù)的定義以及我們將在哪里進(jìn)行研發(fā)對(duì)于終端市場(chǎng)至關(guān)重要。

IC：盡管你們?cè)谛录悠略O(shè)有晶圓廠，但最近還是宣布在馬來西亞檳城設(shè)立辦事處和開發(fā)項(xiàng)目。為什么不是新加坡呢？

TC：我們正在努力打造靈活的全球足跡。檳城工廠為全球所有晶圓廠提供服務(wù)，而新加坡團(tuán)隊(duì)則為新加坡團(tuán)隊(duì)服務(wù)。因此，我們嘗試建立一個(gè)全球晶圓廠網(wǎng)絡(luò)，并讓它們以一種虛擬的單一晶圓廠的方式運(yùn)行。我們?cè)诋?dāng)?shù)刈鲆恍┦虑?。但歐盟是我們?cè)谌蛩龅氖虑榈囊粋€(gè)例子。馬來西亞站點(diǎn)是我們希望在全球范圍內(nèi)管理一些工程的一部分。

IC：是否有任何技術(shù)即將出現(xiàn)，這意味著模擬信號(hào)密度會(huì)增加？

TC：壓縮或縮小模擬確實(shí)很困難。這就是為什么其中一些重要節(jié)點(diǎn)會(huì)保留很長(zhǎng)時(shí)間，因?yàn)槿绻O(shè)計(jì)中沒有足夠的數(shù)字內(nèi)容，則在縮小它們時(shí)，不會(huì)縮小太多。所以主要是關(guān)于如何以最全面的方式將模擬與數(shù)字集成。

IC：你們有計(jì)劃將光子技術(shù)降低到 22 納米和 12 納米嗎？

TC：目前我們認(rèn)為沒有必要。對(duì)于推動(dòng)路線圖的特征尺寸，更多的是增加更多的光子計(jì)算能力，而不是晶體管的尺寸。

IC：格芯什么時(shí)候才能成為第一大晶圓代工廠？

TC：在我的一生中，這取決于你想把什么定義為第一。如果以收入、美元計(jì)算，我們還有很長(zhǎng)的路要走——我們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是我們的八倍。但如果它在核心芯片創(chuàng)新方面排名第一，我認(rèn)為很難說我們?cè)谶@方面還不是第一。