格芯的歷史始于 AMD，該公司最初從 AMD 的制造部門獨立而出。隨后該公司進行了著名的調整，不再追求領先的 EUV 技術，而是圍繞傳統工藝節點建立客戶群——或者引用一個新的術語，半導體行業的「基本節點」，其前沿生產的芯片比大多數人意識到的要少得多。對于每一個智能手機 SoC 或機器學習處理器來說，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品需求量很大。

在最近舉行的格芯技術峰會（GTS）上，筆者有機會與首席執行官交談，了解公司健康狀況的最新情況，以及一些大眾所關注的問題。

Thomas Caulfield 博士自 2018 年 3 月起擔任格芯總裁兼首席執行官，此前曾擔任紐約州馬耳他 Fab 8 的高級副總裁兼總經理。Caulfield 博士帶領公司完成了從 EUV 到 2021 年 10 月 IPO 的轉型。在以前的工作中，Caulfield 博士在 IBM 工作了 17 年，最終擔任 IBM 300 nm 微電子部門的副總裁。Caulfield 博士擁有哥倫比亞大學材料科學與工程博士學位。

Ian Cutress：我們上次以這種形式進行適當的交談是在幾年前，您剛剛成為首席執行官，從那時起格芯在工藝制程上已經落后了幾年，之后又經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：在您所談論的這段時間里，格芯的業務對我們公司、我們的客戶和我們的員工來說確實非常好。2018 年，我們決定停止追逐摩爾定律，成為這場競賽中遙遠的第三名。我們集中精力和研發，為終端市場創造真正差異化的產品，幫助我們的客戶使他們的產品脫穎而出。他們最終為自己獲取價值，而我們也為自己獲取了其中的一些價值。因此，當我從更長遠的角度思考這家公司從 2018 年到今天的成就時，我發現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 ：您不再將您的產品稱為「成熟節點」。您正在談論「基本芯片」的概念。這是怎么回事？

TC：我認為我們的行業不太擅長營銷本身，我們從「有兩種類型的芯片：先進芯片和傳統（或成熟）芯片」開始。它確實沒有充分體現這些芯片的創新水平。我們不能認為這個行業 唯一的創新是推動晶體管的規模。還有更多的創新實際上更相關，尤其是對于我們生活的世界。因此我們開始稱它們為「功能豐富」的芯片，因為這就是我們要添加的內容。我們利用現有的技術平臺，使它們更加充滿活力，并且與行業更加貼近。所以我們選擇了「必不可少」，因為歸根結底，如果沒有這些芯片，我們談到的許多應用程序將永遠不會出現，因此它們對終端市場變得至關重要。

IC：我知道你們在智能手機和汽車領域發揮了很多作用，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用于這些設備。

TC：對，完全正確。有一組統計數據，12nm 及以上產品占據半導體市場的 70%，只有 30% 是先進制程的芯片。因為摩爾定律始終首先是一條經濟定律，它是為了縮小晶體管的尺寸，因為每個晶體管的成本更低，但每個晶體管的功率和性能也更好。如果快進到 28 納米，當然還有 16 納米、14 納米，經濟狀況就會發生變化。

每個晶體管的成本上升，因此您使用這些技術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用。您永遠不會為應用程序支付超出您需要的費用，這確實創造了半導體的普遍部署，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濟效益。

IC：代工領域有很多參與者，大多數與格芯處于同一位置的代工廠都在擴張，格芯采取了那些擴張措施？

TC：我們的企業是一家制造服務公司，我們只能通過增加產能來增加收入。全球是有很多晶圓廠，但我認為數量是有限的，全球收入達到 20 億美元規模的晶圓代工廠只有五家。格芯 2022 年的營收達到 80 億美元，因此我不認為 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、聯電、格芯、三星和中芯國際。可以看到，晶圓代工廠都高度集中在全球的一個地區——中國臺灣。全球幾乎 70% 到 80% 的產能都來源于中國臺灣。并且產能也高度集中于一家公司——臺積電，臺積電的營收規模是我剛剛提到的其他四家的兩倍。全球的產能都集中在一家公司，這是一個重大的工業問題。

再回到你的問題，格芯需要增加產能來創造規模，以便我們的客戶繼續依賴我們，同時格芯也一直在擴大我們的全球足跡。

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，我們進行了剪彩慶祝。隨著這家工廠的建成和運營，我們的產能大幅增加——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 億美元擴建產能。在德累斯頓我們投資了 24 億美元來提高產能。去年六月我們還宣布與 STMicro 建立合作伙伴關系，我們將通過與他們的聯合合作擴大產能，這就是我們現有的產能。

上周，格芯還向向美國 CHIPS 辦公室提交我們的擴張計劃、共同投資以及來自美國政府的資金，以繼續擴大我們在美國的業務。

IC：美國的《芯片法案》和歐盟的《芯片法案》對你們的擴張方式有多大影響？

TC：這不會影響我們擴張的時間，只有在確實有需求的情況下，格芯才會創造產能。這關系到確定性、耐用性和盈利能力。格芯不是一家產品公司，只是建立服務客戶的能力，而客戶需要承諾格芯的這種能力才能進行這些投資。很多時候，格芯與客戶共同或合作進行這些投資。在格芯認為可行的市場上進行產能投資，在我們認為可行的市場提供服務的技術平臺上進行投資。例如，在汽車領域。當然，就像任何優秀的公司或任何進行投資的人一樣，我們希望獲得這些投資的回報。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創造能力的愿望。他們提供一些資金，幫助實現該經濟模型的盈利能力。

IC：很多人沒有意識到在非前沿節點上進行了多少研究。我剛剛完成一個演示，其中展示了 格芯擁有的 22 納米和 45 納米級節點的所有不同變體。您能介紹一下格芯在這些關鍵節點上所做的研發嗎？

TC：首先看有多專注于研發，格芯將大約 7-8% 的收入用于研發，這意味著有幾千人在從事研發。其次是，在哪里做研發，選擇怎么做研發。對格芯來說，專注于終端市場，我們認為在那里可以創造真正的差異化價值。這是為了幫助我們的客戶服務于這些市場，如果我們幫助他們服務于市場，我們也為自己獲取了價值。

因此，我們做了非常詳細的市場評估。我們稱它們為格芯能夠創造差異化的「戰場」。差異化有多種形式。比如：我們在技術平臺上添加了什么？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備，在關閉狀態下功耗是否較低？等等方面。
我們選擇需要添加的功能類型。有時這些功能實際上就在軟件中。或者是用于設計的 IP——使平臺能夠交付給這些市場的復雜或基礎的 IP。所以在全球范圍內，我們有超過 2000 人在做研發。僅在歐洲，我們就有 500 多名研發人員。我們將繼續添加服務于這些終端市場的功能，并構建我們的技術平臺。

IC：最近有什么進展讓你感覺很興奮？

TC：我想我對我們的嵌入式內存技術感到非常興奮。特別是我們最近發布的一項有關 28 納米的公告。它不僅具有性能、耐用性和可靠性，而且具有超強的競爭力。實際上，我們用競爭對手一半的掩模步驟創建了存儲單元。因此，我們在創建該技術時具有性能優勢和成本優勢，這些都是讓人感到興奮的東西。

IC：45 納米光子學工藝，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，這在我們所服務的市場中創造了巨大的機會。

IC：芯片短缺給行業帶來了很大的破壞，這一切都是為了確保供應鏈，然后是安全的供應鏈。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不足的困境？

TC：對我來說，令人驚訝的是整個世界經濟都依賴于一個名為「半導體」的行業，而這確實是晦澀難懂的。直到你買不到汽車、洗衣機或某種電器之前，沒有人真正了解這一點。每個人都在問「什么是半導體？」 之后，他們學到了很多。他們了解了這項技術的重要性。因此，芯片的短缺確實造成了很大的破壞，并采取了很多行動來創造更多的能力。它促使世界各國政府采取行動，與他們表示，我們需要確保主權安全，我們需要供應鏈安全和經濟安全。政府表示我們需要在我們自己的國家建立一些這種能力。它創造了一系列活動，但我認為這反映了半導體對世界和世界經濟的重要性。

那么，供需失配的情況如何呢？這是一個非常棘手的問題，因為所有這些終端市場都有不同的獨特屬性和不同類型的供應。我想說，汽車行業比 2021 年的情況要平衡得多。但我認為，對于所需的芯片類型以及從內燃機汽車到自動駕駛汽車的轉變，我們仍處于一個關鍵點。電動汽車所需的芯片類型意味著我們仍將在未來一段時間內追求這種能力。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，很多人都在關注人工智能和機器學習。我們剛剛談到了基本節點，但通常當我們談論機器學習時，我們會談論訓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器學習市場的需求呢？

TC：我認為人工智能的巨大機遇就是我們所說的「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行訓練，但對于這些大型模型，推理將在邊緣進行。如果他們試圖在云中完成所有事情，那么成本太高，而且經濟上行不通。邊緣是感知到某些東西的地方。模擬世界出現了：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備上的某個模型中推斷出來的。該設備感知這個模擬世界，并利用該信息執行某些操作并采取行動。也許在積累了一定數量的數據后，它會獲取數據、解析數據、壓縮數據并將其發送到云端。然后這些模型會被重新訓練。因此，當你思考人工智能的未來時，云中將是訓練和生成模型的地方，但推理將在邊緣進行。其中兩個非常強大，因為你將能夠擁有你所有的電器、所有設備，包括你的智能手機和顯示器、你的電視、你的電腦——它們將支持人工智能，這是因為推理將發生在該設備上，以便快速響應其所具有的任何信號或感測。

IC：格芯是否會主要在邊緣領域發揮作用？

TC：我們是，我們希望成為邊緣推理的領導者。

IC：基礎設施怎么樣？

TC：基礎設施非常重要，尤其是當你考慮能源基礎設施和通信基礎設施時。我們擁有領先的射頻通信技術，無論是短距離藍牙、NFC、中距離 WI-Fi 還是基于毫米波或 5G 的蜂窩塔。無論是從基礎設施方面還是從智能移動方面來說，我們的技術都是其核心。

IC：如果您希望讀者在 20 秒內了解格芯的一件事，您希望它是什么？

TC：創新不能狹隘地用晶體管尺寸來定義。是的，這是我們行業技術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。您在移動設備上使用安全支付，猜猜這些設備是誰制造的？格芯可以，因為我們將嵌入式內存放入具有 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。當你的手機連接到 5G 塔時，所有的芯片都是格芯制造的，這不是用一位數納米制造的，而是用差異化的基本芯片制造的，這些芯片為那些關鍵任務應用構建了這些功能。

IC：你們在馬耳他（Fab 8）的 EUV 機器怎么樣了？

TC：當我們在 2018 年對公司進行轉型時，我們不需要這些機器。我相信我們把一臺賣給了一個研究機構，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 發生了什么？

TC：12FDX 仍在我們的路線圖中。遠遠領先于市場需求而創造的技術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這些面向未來的技術。因此，我們繼續將 12FDX 保留在我們的路線圖上，并繼續評估客戶，以確保該技術的定義以及我們將在哪里進行研發對于終端市場至關重要。

IC：盡管你們在新加坡設有晶圓廠，但最近還是宣布在馬來西亞檳城設立辦事處和開發項目。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，而新加坡團隊則為新加坡團隊服務。因此，我們嘗試建立一個全球晶圓廠網絡，并讓它們以一種虛擬的單一晶圓廠的方式運行。我們在當地做一些事情。但歐盟是我們在全球所做的事情的一個例子。馬來西亞站點是我們希望在全球范圍內管理一些工程的一部分。

IC：是否有任何技術即將出現，這意味著模擬信號密度會增加？

TC：壓縮或縮小模擬確實很困難。這就是為什么其中一些重要節點會保留很長時間，因為如果設計中沒有足夠的數字內容，則在縮小它們時，不會縮小太多。所以主要是關于如何以最全面的方式將模擬與數字集成。

IC：你們有計劃將光子技術降低到 22 納米和 12 納米嗎？

TC：目前我們認為沒有必要。對于推動路線圖的特征尺寸，更多的是增加更多的光子計算能力，而不是晶體管的尺寸。

IC：格芯什么時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新方面排名第一，我認為很難說我們在這方面還不是第一。