芯片制造技术进展 - 中国北京大学展示FlipFET设计 实现与CFET类似PPA而无需单片或顺序集成难题 [2] - FlipFET工艺在晶圆正面形成FinFET NMOS 背面形成FinFET PMOS 两者性能良好 [8] - FlipFET关键工艺步骤包括晶圆翻转和背面晶体管形成 共8个主要步骤 [11] - FlipFET优势在于自对准晶体管堆叠 无需高纵横比工艺 但面临成本和良率挑战 [12] - 中国实验室进一步创新FlipFET设计 包括自对准栅极和4堆叠晶体管方案 [13] DRAM技术发展 - DRAM面临4F2和3D两个拐点 6F2架构只能扩展到1D节点 [16] - 4F2单元尺寸为6F2三分之二 理论上密度可提高30% [23] - 4F2关键推动因素是垂直沟道晶体管 但制造难度更高 [24] - 4F2架构面临高纵横比蚀刻和沉积挑战 需EUV图案化 [31] - 3D DRAM同步开发中 中国芯片制造商可能成为该领域颠覆者 [36] 台积电技术创新 - 台积电研发BEOL金属层内eDRAM阵列 释放前端晶体管和底层金属层 [38] - 台积电4Mbit宏位密度63.7 Mb/mm² 未来几代技术潜力巨大 [41] - 台积电展示CVD生长二维材料NSFET 采用新颖"c形"接触方案降低电阻 [50][52] - 台积电广泛讨论forksheet架构 可能预示未来技术路线 [59] 二维材料应用 - 二维材料预计将在10A节点(约2030年)成为必要 聚焦TMD单层材料 [47] - 台积电展示NMOS器件 英特尔展示PMOS和NMOS器件 并在300mm晶圆试产 [52] - 二维材料生长是工业化关键障碍 目前主要采用CVD直接生长方案 [50] - 英特尔改进二维晶体管接触工艺 但仍依赖材料转移而非生长 [55] 先进晶体管架构 - Forksheet是GAA演进 通过介电壁使NMOS和PMOS更紧密连接 [56] - Forksheet面临制造挑战 需开发能承受工艺处理的超低k材料 [58] - CFET预计2030年左右推出 台积电/英特尔/三星/IMEC方案趋同 [63][64] - 英特尔展示CFET+背面供电集成方案 解决供电难题 [67] 英特尔18A工艺 - 英特尔18A工艺SRAM尺寸比Intel 3缩小30% [72] - 结合GAA晶体管和PowerVia背面供电 形成新金属堆叠架构 [74] - 在1.1V下时钟速度提高25% 0.75V下性能提高18%功耗降40% [74] - 预计2025年下半年量产 密度略低于台积电N3P [78] 数字孪生技术 - 数字孪生涵盖原子级到晶圆厂级模拟 加速设计优化 [79][80] - 新思科技QuantumATK套件用于原子级材料工程模拟 [82] - Lam Research SEMulator3D软件用于虚拟晶圆制造优化 [87] - 目标实现"无人值守"晶圆厂 设备需具备预测性维护能力 [89][92]

氮化镓行业发展趋势 - 氮化镓(GaN)正在数据中心和汽车领域获得重要应用，NVIDIA推动800V HVDC数据中心电力基础设施过渡，预计从2027年开始支持1MW及以上IT机架，GaN将扮演关键角色 [1] - Yole Group预测功率GaN器件市场将在2023-2029年间增长十倍，市场规模超过20亿美元，复合年增长率达41% [1] - 汽车厂商开始引入GaN技术，看重其更高开关频率、功率密度和低导通电阻带来的能量损耗降低优势 [1] GaN代工模式争议 - 台积电将于2027年7月底停止GaN代工生产，主要因低毛利前景不被看好 [6] - 行业分析认为GaN代工在6英寸上性价比低，产能小难以实现技术迭代，8英寸才是可行方向 [6] - 英诺赛科CEO指出IDM模式更适合GaN生产，因其需与设计、应用深度协同 [7] - 英诺赛科2024年GaN器件出货量达6.6亿颗，呈几何级数增长，8英寸月产能1.3万片，良率超95% [7][12] 12英寸GaN发展前景 - 12英寸GaN晶圆可带来明显价格优势，英飞凌预计300mm晶圆芯片产量比200mm提高2.3倍 [10] - 英飞凌计划2025年第四季度提供首批12英寸GaN样品 [10] - 8英寸是GaN生产分水岭，从6英寸到8英寸制造难度指数级增长，12英寸挑战更大 [11] - 英诺赛科计划将8英寸月产能从1.3万片提升至2万片，中长期目标7万片/月 [12] GaN在消费电子外的新机会 - 汽车领域：GaN可用于电池测试系统，宁德时代已采用并实现高效测试和能源节省 [15] - 数据中心：NVIDIA 800V HVDC推动GaN进入服务器电源和GPU供电市场 [17] - 人形机器人：英诺赛科已提供150V/100V全系列GaN产品，100W关节电机驱动产品量产 [17] - 分布式电网：未来汽车电池可作为储能系统，GaN在充放电环节具优势 [16] 行业合作与供应链布局 - 英诺赛科与ST达成氮化镓技术开发与制造协议，将共享制造产能 [18] - ST对英诺赛科进行基石投资锁仓，验证其技术实力 [18] - 英诺赛科开展晶圆合作业务，为南芯、杰华特等客户提供标准化GaN晶圆 [17]

台积电全球扩张战略分析 核心观点 - 台积电作为全球芯片制造龙头，正面临多国扩张带来的战略执行与地缘政治平衡挑战，其海外工厂技术滞后于台湾本土可能削弱全球化效果 [1][3][4] 美国扩张计划 - 承诺投资1650亿美元在美国建设三座芯片厂，亚利桑那州工厂目标2028年量产2纳米芯片，但技术落地时间晚于台湾同类技术数年 [2] - 资源倾斜导致日本熊本县第二工厂200亿美元项目延期，反映多线推进的优先级冲突 [2] 台湾本土技术保护政策 - 台湾立法要求海外工厂技术至少落后本土一代，强化台湾战略优势但限制海外工厂尖端芯片生产作用 [3] - 全球扩张无法完全解决西方国家半导体依赖问题，供应链仍与台湾深度绑定 [3] 执行风险与投资者担忧 - 多国项目同步推进可能引发产能利用不足和执行风险，日本工厂延期印证资源分配难题 [4] - 公司声称扩张基于客户需求，但实际需权衡政治、物流与技术领先的多重目标 [4] 关税与市场不确定性 - 美国商务部正评估是否对进口芯片加征国家安全关税，增加供应链不确定性 [5] 资本市场反应 - 台北股价单日跌幅0 5%，反映投资者对地缘政治对冲与多国制造能力复杂性的权衡 [6] - 公司需证明其能维持全球多地的技术领先与不可替代性 [6] 行业动态关联 - 半导体设备行业工资暴涨40%，反映产能扩张下的人才竞争 [10] - 美国拟限制中国汽车软硬件，或间接影响芯片供应链布局 [10]

AI算力需求推动数据中心电力架构升级 - 随着AI算力需求暴增，数据中心电力架构正迎来十年最大升级，英伟达领军的800V高压直流（HVDC）技术预计2027年全面导入兆瓦级AI机柜[1] - 800V直流电技术可使相同尺寸导线传输功率增加85%，相较于传统架构，英伟达800V HVDC需多一道800V直流电降压至54V直流电的程序[1] - 该架构需使用高规格耐高压PMIC，但在个别Compute Tray中仍沿用原先中低压PMIC即可[1] 第三代半导体代工版图重组 - 台积电宣布两年内逐步退出氮化镓（GaN）市场，其大客户纳微半导体急寻新来源[1] - GaN应用于数据中心仍有安全性疑虑，因GaN on Si制程中两种材料晶体结构及热膨胀系数不匹配，遇高压易被击穿[2] - 不直接使用GaN衬底因主流仅发展到6吋且成本高，70%原材料如铝土矿或闪锌矿产能掌握在中国大陆业者手中[2] 台系供应链竞争格局变化 - 未来Compute Tray中Power IC需求将提升，如记忆体电压必须由54伏转到12伏，目前海外业者如英飞凌、MPS占据主要市场[2] - 台厂致新、茂达持续抢攻，从一般型伺服器入局，有望抢占相关商机[2] - 台积电进行产能最佳化，将老厂人力调往先进封装支援，在部分成熟、特殊制程节点进行取舍，使力积电等晶圆代工业者有机可乘[2] 台系PMIC厂商发展机会 - 海外PMIC大厂根据客户需求调整产品组合，使台系供应链有机会打入Tier 1客户[3] - 尽管短期未见明显业绩挹注，但依循正确产业方向投入研发将有机会大放异彩[3]

公司动态 - 台积电宣布将在两年内退出氮化镓业务 [1]

英特尔晶圆代工策略调整 - 英特尔新任执行长陈立武考虑对晶圆代工策略进行重大调整，可能放弃Intel 18A制程，集中资源发展下一代14A制程 [1] - 最快7月董事会讨论是否停止向新客户推销18A，但可能延至秋天定案，因涉及金额庞大且情况复杂 [1] - 公司看好14A制程有机会在部分技术超越台积电，目标是吸引苹果及英伟达等大客户转单 [1] - 英特尔18A制程已进入风险试产阶段，今年将达量产规模，但可能被搁置 [1][2] 制程技术对比与规划 - 英特尔18A制程大致等于台积电2022年底量产的N3制程 [1] - 台积电2纳米制程预计2024年下半年量产，英特尔14A与14A-E制程规划2027年进入风险试产 [1] - 业界认为英特尔14A制程对标台积电的埃米级A16制程 [1] - 台积电表示其2纳米和A16制程在节能运算方面领先业界，N2P制程规划2026下半年量产 [3] 财务与客户影响 - 若放弃18A制程，英特尔可能需提列数亿至数十亿美元的帐面损失 [2] - 18A主要客户为英特尔自身，规划下半年量产Panther Lake笔电芯片 [2] - 公司已向亚马逊与微软保证用18A制程生产芯片并定下交货期限 [2] - 吸引外部客户使用代工服务仍是未来发展关键 [2] 管理层决策背景 - 陈立武上任后积极寻找振兴途径，上个月对前任力推的18A制程提出质疑 [2] - 认为18A制程对新客户吸引力正在减弱 [2] - 公司正针对关键客户需求量身打造14A制程技术 [2] - 最终可能维持既定18A计划，因14A研发进度与客户接受度仍存不确定性 [2]

全球半导体设备市场概况 - 2025年第一季度全球半导体设备出货金额达320.5亿美元，同比增长21%，环比下降5% [1][5] - 中国大陆连续第8个季度保持全球最大单一市场地位，但份额从去年同期的47%降至32% [6] - 行业呈现"年度向上但季度波动"特征，SEMI预测2025年全球晶圆厂前端设备支出达1100亿美元，2026年增至1300亿美元 [37][40] 区域市场表现分析 中国大陆市场 - 1Q2025营收102.6亿美元，环比降14%，同比降18%，主因成熟制程产能饱和及美国设备限制 [4][25][26] - 国产设备在28nm领域替代率超40%，北方华创跻身全球设备厂商前10 [28][35] 韩国市场 - 1Q2025营收76.9亿美元，同比暴增48%，存储芯片复苏带动设备需求激增 [4][9] - 三星、SK海力士扩产推动ASML在韩营收占比达40%，本土设备商SEMES营收增长超600% [9][10] 中国台湾市场 - 1Q2025营收70.9亿美元，同比增203%，增速全球领先 [4][12] - 台积电3nm产能提升25%至每月10万片，先进封装CoWoS产能计划翻倍 [12][14] 北美市场 - 1Q2025营收29.3亿美元，同比增55%但环比降41%，受英特尔"脉冲式"扩产影响 [4][16] - 18A制程推动高NA EUV设备采购，单台均价超1.5亿美元 [16][17] 日本与欧洲市场 - 日本1Q2025营收同比增20%，Rapidus 2nm试产线拉动需求 [19][20] - 欧洲1Q2025营收同比暴跌54%，产业空心化问题加剧 [21][22][23] 技术发展与产业动态 - 存储芯片复苏驱动韩国设备增长，HBM产能爆发带动高端设备需求 [9][11] - 台积电2nm试产线启动，采购单价3.5-3.8亿美元的High-NA EUV光刻机 [12][16] - 中国大陆面临14nm以下设备"卡脖子"，电子束检测与离子注入设备亟待突破 [32][34] 未来趋势与结构性机会 - AI驱动先进制程需求旺盛，5nm以下产能占比将持续提升 [38][39] - 成熟制程面临价格压力，全球28nm及以上产能过剩 [38][39] - 本土设备商在第三代半导体、先进封装等新兴领域寻求突破 [35][40]

台湾对华为和中芯国际实施出口管制 - 台湾当局经济主管部门将华为和中芯国际列入出口黑名单，要求向其销售产品需提前申请 [2] - 此举被视为配合美国打压中国芯片产业，但实际效果有限，因台积电已于2023年停止接华为订单，中芯国际也有大陆其他厂商支持 [2] - 台湾此举可能断绝自身后路，而非真正切断中国芯片产业 [2] 台湾半导体产业对大陆供应链的依赖 - 台湾半导体厂商如台积电、欣兴电子高度依赖大陆提供的材料，包括硅晶圆、ABF载板、光刻胶等，其中90%以上的光刻关键材料来自大陆 [4] - 台湾每年从大陆进口稀土超6000吨，占大陆出口总量的11%，是印度进口量的6倍 [4] - 稀土广泛应用于风电、无人机、机器人、芯片抛光设备等领域，大陆若限制稀土出口将严重冲击台湾产业 [4] 台湾此举的潜在后果 - 台积电的盈利依赖于大陆供应链，若大陆反制将直接影响其运营 [6] - 大陆若管控稀土出口，将影响台湾芯片、电子、风电、新能源车、军工、机器人等多个行业 [6] - 台湾缺乏可行的替代计划，面临高昂成本和技术挑战 [6] 全球芯片供应链格局 - 尽管美国试图将台积电产能转移至本土，但高端封测、硅片加工等关键环节仍集中在台湾 [8] - 台积电的发展离不开大陆供应链的支持 [8] - 全球芯片供应链正在重组，但台湾仍保持重要地位 [8] 台湾政策的战略风险 - 台湾此次政策可能引发大陆反制，导致自身芯片产业崩溃 [13] - 台湾缺乏对底层供应链的控制权，难以实现真正的独立自主 [13] - 若大陆决定断供稀土，台湾产业将面临严重危机 [13] 全球AI芯片竞争背景 - 全球AI芯片竞争加剧，禁华策略升级，但实现真正的自主可控需要法律法规、产业转型和科技储备的全面配合 [12] - 台湾选择单边政策是在赌大陆不会采取反制措施，但这一赌注风险极高 [12]

台湾对大陆科技企业的管制措施 - 台湾首次将华为、中芯国际及其多家子公司列入"战略性高科技货品"实体管理名单 新增601个实体 台厂商需取得许可证才能向受管制实体出口 [1] - 此举表面是技术贸易管控 实则是配合美国对华科技遏压的战略布局 填补美国制裁"缺口" [1] - 台湾作为全球半导体供应链关键环节 此举操弄"去中国化" 将台湾半导体产业卷入地缘政治博弈 [1][2] 对台湾半导体产业的影响 - 台湾厂商在封装测试、设备材料等领域与大陆企业的业务往来将面临更多合规审查 [2] - 部分为华为、中芯国际提供配套服务的台湾厂商已收到客户通知要求评估供应链风险 [2] - 台湾14纳米以下芯片40%产能依赖大陆市场 若强推"脱钩"将失去全球最大芯片消费市场 [4] - 仅联发科一家台湾科技企业年损失就将超300亿新台币 [4] 两岸半导体产业合作现状 - 大陆市场是台湾经济的重要支柱 切断两岸合作纽带将自断生路 [2] - 第十七届海峡论坛正在福建厦门召开 数千台湾各界人士与大陆展开深入交流 [4] - 两岸经济融合与全球产业协作的潮流不可阻挡 [4]

核心观点 - 嵌入式GPU (e-GPU) 是一个专为超低功耗边缘设备 (TinyAI) 设计的开源可配置RISC-V GPU平台 通过硬件可配置性和轻量级Tiny-OpenCL软件框架解决了传统GPU在功耗、面积和编程兼容性方面的限制 [1][4][5] - e-GPU在台积电16nm工艺下实现300MHz频率和0.8V电压工作 最高配置可实现15.1倍性能加速和3.1倍能耗降低 同时面积开销仅2.5倍且功耗控制在28mW以内 [2][46][49] - 该平台通过与X-HEEP主机集成形成加速处理单元(APU) 采用统一内存架构和定制缓存设计 优化了数据并行处理效率 特别适用于生物信号处理等TinyAI应用场景 [24][26][47] 硬件架构 - 计算单元基于乱序RISC-V架构 支持可配置并行线程(2-8线程/CU)和并发Warp(4个/CU) 通过自定义SLEEP指令实现时钟门控节能 移除浮点单元专注整数运算以降低功耗 [25][45] - 内存层级采用统一架构共享主机物理内存 每个计算单元配备私有指令缓存(2KiB/CU) 共享数据缓存(16KiB)支持多存储体(2-8个)和行交错寻址 最大带宽32位/周期 [26][46][53] - 专用控制器管理电源域和中断 通过OBI总线协议与主机通信 支持精细化的时钟门控和电源门控机制 [29][40] 软件框架 - Tiny-OpenCL框架提供轻量级编程环境 包含SIMT RISC-V扩展API、启动函数和调度函数 通过代码转换将OpenCL内核编译为标准C函数 兼容RISC-V GNU工具链 [31][33] - 运行时执行分为三阶段：启动阶段初始化堆栈指针 调度阶段根据全局/本地大小分配工作项 处理阶段直接执行内核算法 支持动态资源激活/停放以优化能效 [36][37] - 主机端运行时基于Newlib C库实现OpenCL API子集 支持单二进制文件执行 无需操作系统依赖即可完成缓冲区管理、内核调度和同步操作 [42] 性能表现 - 在GeMM基准测试中 对于256×256以上矩阵规模 调度开销占比低于1% 传输开销稳定在总执行时间20%以上 缓存行大小随线程数增加(8B-32B)提升数据预取效率 [46][53][54] - TinyBio基准测试包含FIR滤波(加速15.1倍)、峰值检测(加速13.1倍)和FFT计算(加速14.0倍) 整体应用性能提升达14.3倍 能耗降低2.9倍 [58][59] - 面积范围0.24-0.38mm² 漏电功耗130.13-305.32μW 计算单元面积随线程数增加近翻倍 数据缓存面积因多存储体架构略有增加 [50][51][52] 行业对比 - 商用GPU(如Adreno/Mali/PowerVR)功耗达数百毫瓦至瓦级 缺乏开源性和功耗优化 不适用于毫瓦级TinyAI场景 [11] - 学术GPU解决方案中 Vortex功耗46.8mW但依赖PC级主机 Virgo面向数据中心负载 Ventus专注FPGA部署 均未针对SoC集成优化 [15][16][17] - e-GPU作为首个开源RISC-V GPU平台 提供完整的RTL代码和ISA扩展支持 填补了超低功耗领域可配置GPU的空白 [12][13]