21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者 彭新

近日，美國晶圓代工廠格芯（GlobalFoundries）宣布收購位于新加坡的硅光子代工廠鑫精源半導(dǎo)體（Advanced Micro Foundry），該交易未披露具體金額。

格芯稱，這是公司推進(jìn)創(chuàng)新戰(zhàn)略和硅光子領(lǐng)域領(lǐng)先地位的關(guān)鍵一步，格芯將整合鑫精源半導(dǎo)體的制造資產(chǎn)、知識產(chǎn)權(quán)與專業(yè)人才，擴(kuò)大格芯在新加坡的硅光子技術(shù)組合、生產(chǎn)能力和研發(fā)能力，補(bǔ)充其在美國的現(xiàn)有技術(shù)能力。收購?fù)瓿珊螅誀I收計(jì)算，格芯將成為全球最大的純硅光子芯片代工廠。

鑫精源半導(dǎo)體是新加坡科技研究局在2017年設(shè)立的衍生公司，也是全球首家專注于硅光子技術(shù)（Silicon Photonics）的芯片代工廠，提供從制造、原型設(shè)計(jì)到測試的完整服務(wù)。

新加坡科技研究局表示，格芯對鑫精源半導(dǎo)體的收購標(biāo)志著鑫精源半導(dǎo)體發(fā)展進(jìn)入了新的階段，將新加坡研發(fā)的硅光子創(chuàng)新技術(shù)推向全球市場。為配合本次收購，格芯計(jì)劃在新加坡設(shè)立硅光子研發(fā)卓越中心，并將與新加坡科技研究局合作，強(qiáng)化格芯的硅光子技術(shù)平臺，為全球客戶提供高性能與安全的數(shù)據(jù)傳輸解決方案。

瞄準(zhǔn)硅光子賽道

此次并購的核心驅(qū)動力，在于人工智能基礎(chǔ)設(shè)施對數(shù)據(jù)傳輸效率的迫切需求。隨著大模型參數(shù)量呈指數(shù)級增長，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的互連帶寬正成為制約算力釋放的瓶頸。

格芯全球光子業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人Kevin Soukup在接受媒體采訪時(shí)指出，隨著AI工作負(fù)載激增，計(jì)算能力需求每年增長四到五倍，但數(shù)據(jù)傳輸效率卻未能同步提升。他稱由于數(shù)據(jù)無法及時(shí)送達(dá)，數(shù)據(jù)中心內(nèi)昂貴的高端加速器（如GPU）往往有40%到80%的時(shí)間處于閑置等待狀態(tài)。

“你不僅需要擔(dān)心處理能力，更需要擔(dān)心高效獲取數(shù)據(jù)的能力。”Kevin Soukup表示。

傳統(tǒng)的銅纜傳輸利用電子信號，在短距離低速傳輸中表現(xiàn)穩(wěn)定，但隨著傳輸速率突破400Gbps并向800Gbps乃至1.6Tbps演進(jìn)，銅導(dǎo)線的物理特性導(dǎo)致信號衰減嚴(yán)重，能耗急劇上升。產(chǎn)業(yè)界普遍認(rèn)為，利用光子代替電子進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓韫庾蛹夹g(shù)，是解決高能耗與信號延遲的重要手段。

據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)TrendForce集邦咨詢分析，AI服務(wù)器集群的建設(shè)熱潮正加速高速互連技術(shù)的演進(jìn)，推動全球光通信市場進(jìn)入新一輪擴(kuò)容周期。隨著數(shù)據(jù)傳輸瓶頸從服務(wù)器間延伸至機(jī)架內(nèi)乃至芯片間，硅光子技術(shù)（Silicon Photonics）已成為突破互連極限的關(guān)鍵。

硅光子技術(shù)是一種光通信技術(shù)，使用激光束代替電子半導(dǎo)體信號傳輸數(shù)據(jù)，是基于硅和硅基襯底材料，利用現(xiàn)有CMOS工藝進(jìn)行光器件開發(fā)和集成的新一代技術(shù)。最大的優(yōu)勢在于擁有相當(dāng)高的傳輸速率，可使處理器內(nèi)核之間的數(shù)據(jù)傳輸速度快100倍甚至更高，功率效率也非常高，因此被認(rèn)為是新一代半導(dǎo)體技術(shù)。

鑫精源半導(dǎo)體在硅光子領(lǐng)域擁有超過15年的工藝積累。其現(xiàn)有的200mm（8英寸）產(chǎn)線雖非先進(jìn)制程邏輯產(chǎn)線，但在特色工藝領(lǐng)域尤其是光電異質(zhì)集成方面壁壘極高，掌握著大量關(guān)鍵專利與工藝。

格芯計(jì)劃利用其在大規(guī)模制造管理上的經(jīng)驗(yàn)，將這些技術(shù)從200mm平臺逐步擴(kuò)展至300mm（12英寸）平臺。在晶圓代工行業(yè)，更大尺寸的晶圓意味著更高的生產(chǎn)效率和更精密的制程控制，這對于未來共封裝光學(xué)器件（CPO）技術(shù)落地至關(guān)重要。CPO技術(shù)可將硅芯片與光學(xué)器件封裝在一起，顯著縮短電信號路徑并降低功耗，是下一代AI硬件架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)。

不過，硅光子技術(shù)目前主要應(yīng)用于細(xì)分市場，各種封裝工藝和材料標(biāo)準(zhǔn)仍在不斷完善，大多數(shù)提供硅光子芯片制造服務(wù)的晶圓代工廠都屬于定制化服務(wù)范疇，可能并不適合其他客戶。同時(shí)，硅光子制造涉及復(fù)雜的光學(xué)對準(zhǔn)和異質(zhì)集成，良率爬坡難度高于傳統(tǒng)邏輯芯片。如何將 AMF的小批量研發(fā)型產(chǎn)線轉(zhuǎn)化為格芯標(biāo)準(zhǔn)化的量產(chǎn)產(chǎn)線，將考驗(yàn)管理層的整合能力。

差異化競爭與全球產(chǎn)能擴(kuò)張

格芯成立于2009年，由AMD公司的半導(dǎo)體制造部門分拆而來，最初由AMD和阿布扎比主權(quán)基金旗下的投資公司共同持股，雙方持有同等投票權(quán)。公司成立后，AMD就不斷減持并于2012年售清了所持有的格芯股份，并在部分晶圓代工訂單上轉(zhuǎn)向臺積電。格芯隨后在先進(jìn)制程的競爭中掉隊(duì)，砍掉了先進(jìn)制程的研發(fā)并專注于14納米及以下的成熟制程，退出了與臺積電、三星在先進(jìn)芯片制程領(lǐng)域的正面競爭，轉(zhuǎn)向?qū)Ｗ⒂谏漕l、電源管理及硅光子等特色工藝。

集邦咨詢的數(shù)據(jù)顯示，格芯是全球第五大晶圓代工廠，今年二季度市場份額為3.9%。排在格芯之前的分別是臺積電、三星、中芯國際、聯(lián)電，二季度這四家代工廠市占率分別為70.2%、7.3%、6.0%、5.1%、4.4%。

當(dāng)前，硅光子代工市場競爭格局初顯，各巨頭均搶占高地。臺積電憑借先進(jìn)封裝優(yōu)勢，向英偉達(dá)等頭部客戶提供計(jì)算與光互連的一體化方案；英特爾則依托IDM模式深耕混合激光器技術(shù)。

雖然在市場份額上遠(yuǎn)不及臺積電等巨頭，但格芯在硅光芯片領(lǐng)域積累深厚。2022年3月，格芯推出了硅光子平臺Fotonix，是業(yè)界首個(gè)將300毫米光子學(xué)特性和300Ghz級別的RF-CMOS工藝集成到硅片上的平臺，使得光子芯片能夠提供更快、更高效的數(shù)據(jù)傳輸和更優(yōu)的信號質(zhì)量。

除押注硅光子代工外，為實(shí)現(xiàn)增長，格芯也提出了產(chǎn)能擴(kuò)張計(jì)劃。以12英寸晶圓標(biāo)準(zhǔn)衡量，2024年格羅方德的芯片總出貨量為200萬片。按計(jì)劃，公司現(xiàn)階段的目標(biāo)是盡快達(dá)到300萬片的產(chǎn)能。

10月28日，格芯宣布，將投資11億歐元擴(kuò)大其位于德國德累斯頓的工廠產(chǎn)能，預(yù)計(jì)到2028年底可將其年產(chǎn)能提升至超100萬片晶圓，使其成為歐洲同類中規(guī)模最大的生產(chǎn)基地。該擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目名為“SPRINT”，預(yù)計(jì)將獲得德國聯(lián)邦政府和薩克森州在《歐洲芯片法案》（European Chips Act）框架下的支持，并將在今年晚些時(shí)候獲得歐盟批準(zhǔn)。