本週J.P. Morgan發表一篇Server產業的研究報告，提及雲端服務商近期的資本支出計畫，以及2018年Server產業展望。 本文為「定錨產業週報(基本版) 2018/3/10號」的內容節錄及補充資料，若對相關供應鏈的營運概況有興趣，歡迎以每日3元的價格訂閱「定錨產業週報(基本版)」，獲得更詳細的資訊。 近期雲端服務商，如Amazon、Google、Facebook、Microsoft，為提升資料中心運算負荷量，並追求更好的運算效率，不僅對於資本支出態度相當積極，並開始導入Intel新平台Purley，Hyperscale Data Center市場在2017Q3開始明顯轉強，帶動Server市場產值規模及出貨量強勁成長(詳見【圖一】)。 【圖一】全球Server市場產值規模(Source: Gartner) 雲端服務商積極擴增資本支出，主要是人工智慧廠商積極透過「AI訓練」優化演算法架構，且消費性電子及物聯網終端裝置陸續導入AI功能，「AI推論」的使用量將在2018~2022年之間大幅成長，預期AI相關工作量將佔2018年Hyperscale Data Center市場需求約10%(詳見【圖二】)。 【圖二】AI相關工作量佔Hyperscale Data Center市場需求 但另一方面，企業級Enterprise市場，則持續遭到白牌伺服器侵蝕(詳見【圖三】)，預期白牌伺服器/交換器市場滲透率，將在2018年達40%，意味著HP、Dell、IBM......等傳統伺服器大廠，市佔率恐持續下滑，且企業級Enterprise市場在Intel Purley平台換機進度非常緩慢，不利ASP表現。 這意味著，過去專注在企業級Enterprise市場的公司，亦即傳統伺服器大廠HP、Dell、IBM的供應商，不論是組裝代工廠、電源供應器、交換器......等，若不能及時調整客戶結構，將面臨白牌伺服器業者的強力競爭。反之，以白牌伺服器市場起家的公司，例如廣達、緯穎，則可望持續受惠這項趨勢。 【圖三】白牌伺服器/交換器市場產值規模及滲透率(Source: J.P. Morgan) 在交換器市場，為因應資料傳輸量越來越龐大，100G交換器出貨量快速成長，並持續侵蝕40G交換器的市佔率。根據IDC統計，100G交換器在2017Q4產值規模市佔率已達9.6%，遠高於去年同期4.8%。 另一方面，雖然網通廠商2017年推出25G/50G交換器，意圖取代10G交換器的產業地位，10G交換器在2017Q4出貨量仍維持穩健成長，但受到產業競爭加劇影響，ASP遭遇沉重壓力，故產值規模呈現小幅衰退。 市場預期，100G交換器市佔率將在2020年達到20~25%，且業者將在2019下半年推出400G交換器產品，其中，智邦近年專注在白牌伺服器市場，不僅領先同業量產100G交換器，並已開始投入400G交換器產品開發，與國際大廠Cisco並駕齊驅，居全球領先地位，可望受惠。

今天超微(AMD)總裁暨執行長蘇姿豐女士，在台北電腦展(Computex 2019)新增的大會專題演說CEO Keynote，為這場活動揭開序幕。 首先登場的，是象徵AMD在伺服器市場吹起反攻號角，基於Zen 2架構、以台積電7nm製程打造的伺服器新平台Eypc Rome。這款處理器擁有64核心、128執行緒，支援PCIe高速傳輸介面，提供更多的I/O插槽，並大幅提升單一插槽的浮點運算能力，相較英特爾(Intel)前一代產品Xeon 8280，Eypc Rome的效能提升兩倍。 由於AMD在伺服器市場已沉寂多年，儘管Zen架構吹起反攻號角，但受限於效能及製程落後競爭對手，市佔率約5~10%。而Eypc Rome為首款以台積電7nm製程打造的處理器，雖然這款產品效能仍落後英特爾最新款Xeon 9282，但因為採用台積電7nm製程，預期在功耗表現上將會勝出，提供終端廠商不同的選擇。國內供應鏈與Eypc Rome最直接相關的，除了提供晶圓代工服務的台積電以外，CPU Socket供應商嘉澤，ABF載板供應商南電也是潛在受惠者。 接下來，蘇姿豐女士介紹AMD新一代消費級GPU ── Radeon RX5700。這款產品的亮點在於全球首款支援PCIe 4.0傳輸介面的消費級GPU，效能稍優於NVIDIA同級產品GeForce RTX2070，根據超微過去的定價策略，市場預期，Radeon RX5700將會開出更甜蜜的價格。此外，蘇姿豐女士也再次強調，AMD已根據Zen CPU及Navi GPU架構為基礎，提供Sony新一代遊戲機Play Station 5半客製化的架構方案。 但我們仍擔憂，GeForce RTX2070只是一款用台積電12nm(16nm改良版)製程投片的產品，而Radeon RX5700是採用最先進的7nm製程，雙方製程相差1.5代，但效能卻沒有大幅提升，且GeForce RTX2070是上市將近一年的產品，有充足的本錢殺價競爭，未來AMD在較劣勢的成本結構下，可能會面臨嚴峻的挑戰。 接著登場的是本次專題演說的重頭戲，也就是眾所矚目的消費級CPU ── Ryzen 3000X系列。 由於去年下半年以來，市場頻傳Intel 14nm產能不足、10nm進度落後，給予AMD在PC、NB市場反攻的機會，因此市場特別重視Ryzen 3000系列的表現，是否能說服PC、NB品牌及ODM廠採用。此外，這也是台積電在華為制裁事件爆發後，堅持不調降財測的唯一希望。 在此之前，Intel搶先發布Core i9-9900KS特別版Desktop CPU，這款產品採用Intel 14nm++製程，擁有8核心、16執行緒，基礎時脈4.0GHz、超頻時脈5.0GHz，效能相當驚人！雖然Intel沒有公布熱功耗(TDP)的資訊，但根據Core i9-9900K的TDP來到95W，這款特別版CPU的TDP很可能會更高。 同時，Intel也對於新一代消費級CPU ── Ice Lake，釋出了更多的資訊。這款Mobility CPU(NB用)，採用Intel 10nm製程(以匣極間距與電晶體密度衡量應稍優於台積電7nm製程)，將以限量發行的方式銷售，效能較上一代產品大幅提升，也優於AMD同樣功耗的產品Ryzen 3700U。 首先登場的是Ryzen 3700X，這款產品擁有8核心、16執行緒，基礎時脈3.6GHz、超頻時脈4.4GHz，不僅核心數低於市場預期之12核心，時脈頻率也上不去，驗證我們在「AMD 7nm樣品初步測試資訊」提出的擔憂，亦即台積電製程在拉高單核頻率方面並沒有優勢。但令人驚豔的是，這款產品的TDP竟然只有65W，超低的功耗，顯現台積電過去長期耕耘手機AP市場磨練出的製程優勢。 接著登場的是Ryzen 3800X，這款擁有8核心、16執行緒，基礎時脈3.8GHz、超頻時脈4.5GHz，再次顯現台積電製程在超頻時脈的劣勢。但相較上一代TDP同樣是105W的Ryzen 2700X，這款產品的效能平均提高15~30%，顯現台積電製程在低功耗的競爭優勢。 目前發表的Ryzen 3700X、Ryzen 3800X，競爭對手分別是Intel Core i7-9700K、Core i9-9900K，兩者在基礎時脈已不相上下，超頻時脈則是由Intel勝出，但AMD的產品擁有更低的TDP，亦即較低的功耗及發熱，實際運作的效能看起來是AMD稍優一些，且Ryzen 3700X定價329美元、Ryzen 3800X定價399美元，非常具吸引力。 最後登場的是本次的旗艦產品Ryzen 3900X。這款擁有12核心、24執行緒，基礎時脈3.8GHz、超頻時脈4.6GHz，缺點仍是在核心數較少、超頻時脈較低，但TDP只有105W非常亮眼。 在本次發表會後，我們對於AMD的表現憂喜參半，Desktop CPU ── Ryzen 3000X系列，對於注重C/P值、低功耗的消費者非常具有吸引力，由於Intel採用10nm製程的Desktop CPU —— Tiger Lake要等到2020年才會上市，AMD的新產品很有機會反攻市佔率。但在NB市場，Intel Ice Lake即將上市，要說服品牌、ODM廠採用Ryzen 3000U系列，恐怕沒那麼容易。而GPU市場，Radeon VII的成本結構遜於NVIDIA RTX 2000系列，且NVIDIA新一代採用台積電7nm製程的產品，已在醞釀當中，也不太容易取得競爭優勢。 至於最重要的伺服器市場，Eypc Rome雖擁有較低的TDP，但效能恐怕不夠好，且Intel將在2020上半年推出採用10nm製程的伺服器新平台，面對2019年美系雲端服務業者較疲弱的換機需求，以及中美貿易戰拖垮陸系雲端服務業者的投資意願，恐怕很難取得優勢。但由於基期非常低，只要多獲得1%的市佔率，都具有非常重大的意義。 總結以上，我們認為Ryzen 3000X系列的銷售成績，將是影響台積電下半年財測的關鍵，各位可以密切追蹤這項議題。

受惠於5G基礎建設及電動車需求，第三代半導體材料氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)，近年成為市場關注的焦點。這類III-V族化合物半導體的生成方式，是置放一塊基板，透過「有機金屬化學氣相沉積法」(MOCVD)或「分子束磊晶法」(MBE)，使III-V族化合物在基板上形成一層薄膜，逐漸堆積成具有厚度的磊晶片(EPI Wafer)，可以想像成洞窟中鐘乳石形成的概念，這個過程稱之為「長晶」。 其實氮化鎵並不是新材料，過去已採用藍寶石基板，廣泛應用在藍光LED上。但如果要有效降低成本，或是提高效能，就必須將基本材質改為矽(Si)或碳化矽(SiC)，因而產生矽基氮化鎵(GaN-on-Si)、碳化矽基氮化鎵(GaN-on-SiC)兩種類別，其中，矽基氮化鎵未來將應用於中高壓功率元件，例如快充接頭、車用半導體......等，而碳化矽基氮化鎵則會應用在高功率射頻元件，例如5G基地台、衛星通訊......等。此外，如果不與氮化鎵結合，以碳化矽材質製造的逆變器，廣泛應用在太陽能、電動車......等領域，缺料問題受全球產業高度關注，已爆發過多次綁料風潮。 但這些技術都還面臨許多瓶頸，至今能穩定量產的供應商不多，所以尚未大規模導入終端應用。矽基氮化鎵面臨的問題，是矽與氮化鎵的熱膨脹係數差異太大，在長晶過程中容易發生翹曲、龜裂或破裂的現象，目前只有少數業者能穩定量產6吋矽基氮化鎵磊晶片。碳化矽基氮化鎵面臨的問題，則是要取得高純度碳化矽非常不容易，且長晶所需耗費的時間非常長，過程中監控溫度的要求也很高，目前全球僅有Cree能穩定量產6吋碳化矽基板，市佔率高達70%。 以台系業者來說，環球晶目前有能力供應4吋碳化矽基氮化鎵磊晶片，6吋矽基氮化鎵磊晶片；而嘉晶目前以4吋、6吋矽基氮化鎵為主，同集團的漢磊則提供4吋、6吋晶圓代工服務。此外，台積電、世界先進也有提供6吋矽基氮化鎵代工服務(詳見「III-V族半導體產業地圖」)。但客戶希望能再往6吋、8吋發展，以利規模經濟效益，中美晶也與交通大學合作投入新世代材料開發，未來還有一段路要繼續努力。 而本次中美晶入股宏捷科一案，意味著中美晶想要擴大觸角，集團現有佈局包括： 1. 母公司以太陽能矽晶圓為主，近年受到陸系廠商競爭，本業持續虧損，但2020年7月20日保利協鑫新疆廠爆炸(參考新聞)，影響全球供給量約9%，本業營運浮現轉機。 2. 在半導體矽晶圓領域，中美晶持有環球晶股權51%，環球晶擁有12吋產能約100萬片/月，8吋產能130萬片/月，市佔率居全球第三，並積極發展SOI Wafer、氮化鎵、碳化矽新材料。 3. 在車用半導體領域，中美晶持有朋程股權約19%，並透過朋程間接持有茂矽股權18%。朋程在全球車用發電機整流二極體具領導地位，市佔率近60%，近期朋程陸續將車用整流二極體轉單茂矽，並合作開發IGBT模組，瞄準電動車市場，預計2021年投產。 4. 在基板領域，中美晶持有兆遠股權約43%，主要生產藍寶石基板，為藍光LED的關鍵材料；近期兆遠也切入砷化鎵(GaAs)基板製造，初期以紅光LED練兵，未來將投入光通訊、射頻領域，預計2021年底前會有首款射頻晶片產品出貨。 5. 在半導體材料領域，中美晶持有台特化股權約30%，專供半導體製程用特殊氣體。 由於旗下兆遠切入砷化鎵基板製造，環球晶也積極發展碳化矽基氮化鎵磊晶片，未來瞄準的終端應用就是射頻領域，但集團內並沒有相關廠商，故入股宏捷科就成為完成佈局版圖的最後一塊拼圖。未來宏捷科可提供砷化鎵晶圓代工的經驗，協助兆遠的砷化鎵基板在射頻晶片領域盡快取得認證，同時環球晶也可與宏捷科結盟，開發碳化矽基氮化鎵在射頻晶片領域的應用。但目前為止，碳化矽基氮化鎵的應用領域並不廣，主要是在5G基地台上，全球技術領先的穩懋，碳化矽基氮化鎵營收佔比也只有5%以下，宏捷科則需要更長的時間才能看到貢獻度。 以中美晶集團現有的佈局來看，短期(1年內)發展值得期待的是保利協鑫新疆廠爆炸後，可能誘發太陽能產業短暫缺料，多晶矽價格可望攀升，帶動本業虧損減少或轉虧為盈。中期(1~3年)發展值得期待的是2022~2023年，全球矽晶圓供過於求逐漸緩解，且朋程與茂矽合作IGBT模組開始量產，在客戶端的導入進度逐步看到成果。長期(3年以上)發展才會看到兆遠砷化鎵基板及環球晶碳化矽基氮化鎵的發酵。

據傳，聯發科新一代5G旗艦晶片 ── 天璣2000，即將在2021Q3季末完成送樣，並在2021年底前導入量產並少量出貨，時程與高通(Qualcomm)新一代5G旗艦晶片 ── Snapdragon 898相近，意味著兩大手機晶片公司即將在2022上半年展開正面對決。 根據市調機構數據，聯發科已經連續四季蟬聯全球智慧型手機AP/SoC市佔率霸主，不僅中高階晶片、主流規格晶片獲得陸系品牌業者採用，搭上5G手機滲透率提高，產品走向平價化的趨勢，高階晶片 ── 天璣1200，也獲得陸系品牌業者搭載於旗艦機種，與Qualcomm Snapdragon 888分庭抗禮。 【圖一】全球智慧型手機AP/SoC市佔率 (備註：由於聯發科、Samsung、Qualcomm通常採用SoC的設計，整合AP及Modem，但iPhone是採用AP、Modem分離式設計，採用自製的A系列AP，搭配Qualcomm的Modem晶片，如果以Modem晶片為計算基礎，而非AP/SoC，則Qualcomm的市佔率仍位居全球第一。) 近期市場傳言，天璣2000晶片是以ARMv9指令集為基礎的8核心處理器，內含1顆超大核Cortex-X2、3顆大核Cortex-A710、4顆小核Cortex-A510，效能將超越以ARMv8指令集為基礎的Snapdragon 888，與Snapdragon 898正面對決。這種「1超大核+3大核+4小核」的設計架構，最有可能發生的問題，是「1人努力、7人圍觀」，所以要如何妥善分配運算工作給8顆核心，發揮最大效能，就要看聯發科研發團隊的產品優化能力，這個可以觀察首發機種的實際效能狀況來判斷。 聯發科旗艦晶片過去較令人詬病的，是內建的影像處理晶片(ISP)效能不夠好，使得在攝像及攝影能力落後競爭對手，而攝像及攝影又是消費者相當注重的功能之一。在過去一段時間，一直有「高規低就」的問題，也就是聯發科定位為高階的產品，被客戶認定不夠高階，只願意搭載於中高階機種，這當然就會面臨更嚴苛的預算限制，甚至會被要求推出閹割版本。 但近期陸系手機業者的發展趨勢，開始走向外掛獨立ISP晶片，例如Vivo日前推出自家研發的獨立ISP晶片 ── V1，小米、Oppo也有相關計畫。據了解，Vivo近期發表的X70系列，部份版本已外掛這顆獨立ISP晶片，主要是採用Samsung Exynos 1080處理器的中國版本，國際版則不會搭載這顆晶片。這項趨勢符合中國政府推動半導體自製的政策目標，也能從較簡單的領域開始累積自身的晶片研發能力，畢竟要無中生有切入手機SoC開發的難度實在太高；另一方面，如果未來採用聯發科處理器的手機也外掛這顆獨立ISP晶片，也有可能會解決聯發科內建的ISP效能不夠好的問題，實際狀況還要再觀察未來的規格設計。 當然，聯發科對於這項風險也是有備而來，據傳2021年底聯發科即將推出的旗艦晶片，除了以台積電4nm製程投片的「天璣2000」之外，還有以台積電5nm製程投片的「天璣2000L」(暫名)，也就是閹割版本，在第一時間滿足有可能遇到的「高規低就」問題。 值得期待的是，由於Qualcomm Snapdragon 898可能會在Samsung 4nm製程投片，只有2022年即將搭載於iPhone 14的Snapdragon 895+ Modem晶片會在台積電4nm製程投片，所以Qualcomm Snapdragon 898有可能再度面臨容易發燙的問題，這就會是聯發科在高階市場持續拓展市佔率的好機會。