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)人意識到的要少得多。對于每一個智能手機(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（GTS）上，筆者有機(jī)會與首席執(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)歷了一場疫情和芯片短缺。第一個問題很簡單：「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，成為這場競賽中遙遠(yuǎn)的第三名。我們集中精力和研發(fā)，為終端市場創(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?。這是怎么回事？

TC：我認(rèn)為我們的行業(yè)不太擅長營銷本身，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)為這個行業(yè) 唯一的創(chuàng)新是推動晶體管的規(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，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)不會出現(xiàn)，因此它們對終端市場變得至關(guān)重要。

IC：我知道你們在智能手機(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，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€晶體管的成本更低，但每個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)狀況就會發(fā)生變化。

每個晶體管的成本上升，因此您使用這些技術(shù)的唯一原因是對于絕對需要每個晶體管的性能或每個晶體管的功率的應(yīng)用。您永遠(yuǎn)不會為應(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：臺積電、聯(lián)電、格芯、三星和中芯國際?？梢钥吹剑A代工廠都高度集中在全球的一個地區(qū)——中國臺灣。全球幾乎 70% 到 80% 的產(chǎn)能都來源于中國臺灣。并且產(chǎn)能也高度集中于一家公司——臺積電，臺積電的營收規(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，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 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政府的資金，以繼續(xù)擴(kuò)大我們在美國的業(yè)務(wù)。

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

TC：這不會影響我們擴(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)為可行的市場上進(jìn)行產(chǎn)能投資，在我們認(rèn)為可行的市場提供服務(wù)的技術(shù)平臺上進(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，對于我們歐洲政府或美國政府（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。我剛剛完成一個演示，其中展示了 格芯擁有的 22 納米和 45 納米級節(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)。對格芯來說，專注于終端市場，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，如果我們幫助他們服務(wù)于市場，我們也為自己獲取了價(jià)值。

因此，我們做了非常詳細(xì)的市場評估。我們稱它們?yōu)楦裥灸軌騽?chuàng)造差異化的「戰(zhàn)場」。差異化有多種形式。比如：我們在技術(shù)平臺上添加了什么？那是高電壓嗎？它是用于微控制器安全的嵌入式存儲器嗎？對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?；蛘呤怯糜谠O(shè)計(jì)的 IP——使平臺能夠交付給這些市場的復(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)于這些終端市場的功能，并構(gòu)建我們的技術(shù)平臺。

IC：最近有什么進(jìn)展讓你感覺很興奮？

TC：我想我對我們的嵌入式內(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)的競爭力。實(shí)際上，我們用競爭對手一半的掩模步驟創(chuàng)建了存儲單元。因此，我們在創(chuàng)建該技術(shù)時(shí)具有性能優(yōu)勢和成本優(yōu)勢，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芯片上的公司，這在我們所服務(wù)的市場中創(chuàng)造了巨大的機(jī)會。

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。顯然德國對汽車制造商來說是一個重要的市場。利用這兩條信息，我們是否能夠擺脫供應(yīng)不足的困境？

TC：對我來說，令人驚訝的是整個世界經(jīng)濟(jì)都依賴于一個名為「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，并采取了很多行動來創(chuàng)造更多的能力。它促使世界各國政府采取行動，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家建立一些這種能力。它創(chuàng)造了一系列活動，但我認(rèn)為這反映了半導(dǎo)體對世界和世界經(jīng)濟(jì)的重要性。

那么，供需失配的情況如何呢？這是一個非常棘手的問題，因?yàn)樗羞@些終端市場都有不同的獨(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，對于所需的芯片類型以及從內(nèi)燃機(jī)汽車到自動駕駛汽車的轉(zhuǎn)變，我們?nèi)蕴幱谝粋€關(guān)鍵點(diǎn)。電動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)，我們會談?wù)撚?xùn)練以及對這種高密度、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」。放置人工智能最簡單的地方是在云端——云端將對這些大型模型進(jìn)行訓(xùn)練，但對于這些大型模型，推理將在邊緣進(jìn)行。如果他們試圖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，該行為是從安全地放置在該設(shè)備上的某個模型中推斷出來的。該設(shè)備感知這個模擬世界，并利用該信息執(zhí)行某些操作并采取行動。也許在積累了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)后，它會獲取數(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或感測。

IC：格芯是否會主要在邊緣領(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：你們在馬耳他（Fab 8）的 EUV 機(jī)器怎么樣了？

TC：當(dāng)我們在 2018 年對公司進(jìn)行轉(zhuǎn)型時(shí)，我們不需要這些機(jī)器。我相信我們把一臺賣給了一個研究機(jī)構(gòu)，另一臺被 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)先于市場需求而創(chuàng)造的技術(shù)對任何人都沒有好處，對我們來說，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)對于終端市場至關(guān)重要。

IC：盡管你們在新加坡設(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。我們在當(dāng)?shù)刈鲆恍┦虑?。但歐盟是我們在全球所做的事情的一個例子。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)，這意味著模擬信號密度會增加？

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)會保留很長時(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。對于推動路線圖的特征尺寸，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，我們還有很長的路要走——我們的競爭對手是我們的八倍。但如果它在核心芯片創(chuàng)新方面排名第一，我認(rèn)為很難說我們在這方面還不是第一。