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博客

陳卓賢:由ARM併購案一周年說起,全球芯片荒下的骨牌效應

2020年9月,美國半導體巨頭輝達(Nvidia)計劃向日本軟銀,以400億美元收購旗下芯片架構公司安謀(ARM),時光飛逝,事件已過一年,但至今仍未有正式結果。這被認為是半導體行業最大的併購案,是需通過中國、英國、歐盟和美國監管部門的同意才能完成,但高通、蘋果、華為等企業都紛紛表示抵制這次併購。由此可見,芯片應用的主導權和生產芯片的能力已是國家級層面的戰略考慮,相信ARM併購案風波亦非短時間內能完滿解決。 ARM是一家總部位於英國劍橋、主要製造芯片設計和IP授權的半導體企業,為蘋果(Apple)、三星(Samsung)和高通(Qualcomm)等公司的行動設備處理器提供底層架構和芯片「動力」支援,並在2016時被日本軟銀收購。ARM的最大優勢是其架構處理器以低電耗聞名,所以全球超過95%的智能手機都在使用,並促使它成為芯片IP領域市佔率第一的企業。 併購會令ARM架構「中立性」消失 直到今天併購仍未完成,且受多方反對,是由於其手機芯片的壟斷性極高,當中尤以中國的反對聲音最大。因為有95%中國半導體企業設計芯片所使用的集成系統(SoC)是基於ARM架構,每年相關芯片放量約100億。同時,ARM在知識產權市場份額超過40%,在手機芯片的知識產權市場份額超過90%。 目前ARM是向全球芯片商及手機商採用開放授權模式,不介入不同廠商之間的競爭,以維持全球客戶中立性地位。不過,一旦Nvidia成功併購ARM,ARM就會變成美國公司的子公司,Nvidia就可進一步加大其市場壟斷。 各大科技企業要想使用ARM架構設計芯片,就必須徵得Nvidia的同意,結果ARM架構的「中立性」很大可能將不復存在,中國以至其他國家的半導體企業的發展,或受到極大的限制,各國智能手機行業的專利根基,都會捏在美國公司手中,最終現有市場格局的平衡將正式被打破。 芯片供需差持續擴大的因素 相比起全球市場競爭格局問題,現時芯片短缺的困局更需迫切應對。全球新冠疫情反復情況已超過一年半,疫情令工廠被迫間歇性停工而拖慢生產進度外,同時芯片廠商因憂慮疫情未見曙光,對前景產生不確性,於是供應鏈都傾向庫存堆積作準備,囤積居奇下,令下游對芯片的需求持續緊張,造成芯片漲價。另外,疫情的出現激活了在家工作的趨勢,直接加速企業數碼化的進程,個人電腦的應用普及化,帶動了半導體需求的增加。 另一方面,早於疫情前的2018年,中美貿易戰的發生都促成了今天芯片短缺的狀況。台積電董事長劉德音今年3月在台灣半導體產業協會(TSIA)年度會員大會時表示,他認為「中美貿易戰使供應鏈與市場佔比移轉,加上中美關係緊張,導致部分供應鏈轉移產生浪費、美國制裁華為讓其他競爭者預期可以拿到更多市佔,也因為相關制裁讓供應鏈面臨更多不確定因素,都會導致重複下單,但實際產能其實大於真正市場需求,大建產能並不能解決問題。」 中金報告就指,全球晶圓產能集中度提升,擴產較少,難以滿足爆發的需求。全球先進製程產能集中在少數晶圓廠商,手機或個人電腦等領域高端數字芯片需要先進製程,對台積電、三星等廠商依賴程度較高,因此這些地方的疫情受控程度都主導著全球芯片的供應。 第三,除疫情以外,今年的突發事件亦加劇芯片荒的出現。例如,2月時日本福島近海海域發生強震、美國半導體重鎮德克薩斯州遭遇罕見暴雪,以及半導體重鎮馬來西亞在6月時宣布「封國」,結果都令當地半導體企業被迫進入停工、停產,加劇了早已處於失衡狀態的全球芯片供需格局。 英特爾:2023年前芯片供需狀況難以健康 供需差的擴張不獨是供應方的問題,也包括需求方的因素。各國對於芯片的渴求包含了雲端計算、加密貨幣挖礦、5G產業持續成長的背景。德國芯片製造商英飛凌(Infineon)行政總裁萊因哈德.普洛斯(Reinhard Ploss)認為「半導體產業處於未知領域,在供需重新平衡前需要時間,但芯片荒肯定會持續到 2022 年。」美國芯片巨頭英特爾(Intel)行政總裁基辛格(Pat Gelsinger)更強調,「晶片缺貨問題會在今年下半年達到高峰,隨後將觸底反彈、開始改善,但2023年前芯片產能仍回不到健康的供需情況。」 國際半導體產業協會就預計,半導體設備高景氣將持續至2022年,料今年全球半導體設備市場規模將達719億美元,按年增長15.5%,其中內地半導體設備市場規模有望突破168億美元,約佔全球市場23%。至2022年,全球市場規模有望突破800億美元。以上資料都反映著,疫情下芯片市場的緊張行情,反使其成為更當旺的行業。 追趕台積電和Samsung,Intel的「IDM 2.0」計劃 憑著晶片性能高於同業的優勢,台積電和Samsung近年已為超微(AMD)、Nvidia等生產芯片,進一步擴大其市場影響力。為追趕前兩者腳步,今年Intel的發展動作尤為積極,先後宣布為高通和亞馬遜(Amazon)生產芯片,並於7月公布了擴大新晶圓代工事業的製定藍圖,名為「IDM 2.0」計劃,目標在2025年之前趕上台積電和三星。 IDM 2.0計劃的三大方針,包括:1. 利用自家工廠網絡完成多數產品生產,擴大採用第三方代工產能;2. 打造全球頂尖的的晶圓代工服務,將專門設立與客戶定制化需求的部門,聲稱7奈米製程將採用EUV技術;3. 將投入200億美元在美國亞利桑那州興建2座晶圓代工廠。 同時計劃在未來4年推出5個新世代晶片製程技術,並宣布將原本的10 奈米 Enhanced SuperFin正名為Intel 7,原先的7奈米正名為Intel 4,之後分別為Intel 3、Intel 20A、Intel 18A 等。 一直以來,Intel都堅持以奈米為基礎的製程節點命名方式,但為了於讓客戶更清楚瞭解Intel的產品優勢,這次終於決定與業界達成一致性,採用目前的數字製程命名方式,給予客戶更精確認知,改名目的明顯是衝著台積電等巨頭而來。 然而,Intel仍需面對計劃實際執行時的種種難題,例如:晶圓代工部門與設計部門整合,與客戶合作緊密程度,甚至在下訂單給第三方,能否有辦法補足英特爾在成熟製程上的不足?還有在歐美生產的高額成本?相信這些都是有待解決,能否如願切實執行,不妨拭目以待。 生產重心逐步轉移至中國 現時台灣半導體產能約佔全球半導體市場的四分之一,當地的晶圓代工、封裝測試產值全球第一,IC設計全球第二,但台灣疫情至今仍然持續,全球芯片生產的重心已經出現轉移,而疫情控制最理想的中國無疑成了最佳之地,因此國產芯片企業亦受益不少。例如中芯國際今年第一季整體產能利用率就達到98.7%,而且在4月時通知客戶已下單但未上線的定單將全線加價,整體加幅約為15%至30%之間。 不過,亦不是所有製造芯片的國企都前途一片光明。今年7月,曾揚言要入股台灣三間上市封裝測試企業、宣稱要併購晶圓代工龍頭台積電、買下 IC 設計大廠聯發科的中國紫光集團,就因資產不足清償債務,且明顯缺乏清償能力,遭債權人申請破產重整。 為拯救這間中國最大的半導體集團不會走向破產命運,市場已傳出阿里巴巴等巨企會成為白武士入股紫光集團。近年中美貿戰已成為各國科技競賽的預警,半導體更是決定成敗的重要關鍵,倘若紫光集團遭破產清算,必然會對中國半導體發展帶來嚴重衝擊。為顧國力的競爭性,中國政府理應不會讓紫光集團破產,因此透過配合其他企業去間接救助紫光,也未嘗不是最有利於中國半導體市場前景發展的方法。 IT諮詢公司Gartner預計,到2025年,按收入來計算,中國半導體廠商佔中國半導體市場份額會較2020年水平翻倍,從15%增至30%;到2023年,資本對中國芯片企業的投資規模將較2020年規模增長80%。但要支撐新一代芯片技術的新材料製造需要整個芯片供應鏈的支持,當中要包括光刻機在內的先進設備和生產工具的支持,所以中國要邁向高端芯片製造仍需要給產業和人才發展的時間。 疫情令全球新款手機數下降 進入2021下半年,多國新冠疫情隨著變種病毒開始突破疫苗障壁而反彈,這不但抑制消費者支出,也影響到新手機生產,導致新手機發表數下降:今年上半年全球共推出約310款手機,較去年同期的370款減少18%。 Counterpoint Research估計,下半年的全球手機出貨量估計只會年增1.3%至7.71億部,原因是零組件短缺抑制了下半年的銷售增幅。分析指,現時手機製造商除了在採購各種半導體,例如4G和5G芯片組等有難度外,就連電源管理芯片、顯示驅動器、應用處理器都開始面臨困難。即使是全球最大智能手機製造商三星電子,亦正遭遇關鍵組件採購問題,導致出貨量較上季大減20%,Google也限制Pixel [...]