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台积电7nm制程唯一对手是三星

* 来源 : * 作者 : admin * 发表时间 : 2020-07-02
三星的半导体部门长期过度倚赖记忆体,如今亟须往多角化经营的方向发展。
二○一三年台积电面临三星“灭台计划”,创办人张忠谋在受访时称三星是“可畏的对手”,三星技术上不断追赶台积电脚步,但产能与良率仍有一段差距。然而以三星的财力、企图心、技术实力以及南韩政府的全力支持,它仍将是台积电可观、可敬的对手。
“如果你问我,三星(Samsung)有没有可能在五年内赶上台积电?我会直接回答:‘不可能。’但是过去二、三十年,三星有过几次非常成功的转型。微软(Microsoft)做到一次,诺基亚(Nokia)做到一次,哪一家科技业者能做到三次、四次?”──麦格理(Macquarie)晶片产业分析师金桐完(Daniel Kim),《金融时报》(Financial Times)

半导体发展蓝图冲台积电来
去年四月二十四日,南韩三星电子公布“半导体愿景二○三○”发展蓝图,不但雄心勃勃,而且还冲着台积电而来,准备在十年内投资一三三兆韩元(一一六○亿美元),录用一万五千名专业人才,要在二○三○年之前大幅提升自家在逻辑晶片与晶圆代工市场的竞争力。
南韩政府随后也宣布将挹注一兆韩元(二六七亿新台币),摆出“国家队”的阵势,支持业界的逻辑晶片研发工作,培养相关领域人才。三星在记忆体业务占据全球市场六成以上,但在逻辑晶片与晶圆代工竞技场远远落后台积电,摩拳擦掌的企图心不难想见。
台积电目前仍居晶圆代工龙头地位,但三星威胁不可小觑。
今年尽管肺炎疫情尚未退潮,全球经济颓势日益严重,但三星并没有放慢投资扩张的脚步。五月二十一日,三星宣布在南韩京畿道平泽工厂扩建极紫外光(EUV)微影(光刻)技术、五奈米制程晶圆代工生产线;六月一日,三星宣布在平泽组建最尖端的NAND快闪记忆体生产线。
虽然三星未公布投资金额,但业界估计两项计划将各耗资十兆韩元与八兆韩元(二六七五亿新台币、二一四○亿新台币),预计明年下半年投产EUV技术晶片与V─NAND产品。三星的半导体策略一向是在景气低迷时扩大投资,市场预期,它近期内可能会再加码十五兆韩元(四○一二亿新台币),在平泽扩建DRAM生产线,同样在明年下半年量产。

EUV生产线对台积电最具威胁性
三星一连串大动作,其中以EUV生产线对台积电最具威胁性。EUV技术使用波长十三.五奈米的极紫外光,能制造出更精细、更清晰的电路,让晶片得以搭载更多元件、提升运算能力与能源效率,是延续摩尔定律(Moore's Law)的关键技术之一。
虽然台积电在去年已成为全球第一个成功导入EUV技术(七奈米制程)并达成量产的半导体公司,但三星正急起直追,在南韩京畿道华城市的V1生产线,EUV技术的七奈米制程今年二月开始量产,五奈米制程力拚今年下半年量产。到今年年底,三星对V1生产线的投资将达六十亿美元,七奈米制程产能将比二○一九年增加三倍。三星今年三月也推出业界第一批EUV技术的DRAM(十奈米制程),来势汹汹。
从EUV技术晶片到NAND快闪记忆体的生产线,三星的投资与扩张都是针对5G网路、高效能运算(HPC)、人工智慧(AI)与物联网(IoT)、自动驾驶汽车等第四次工业革命的强大需求。平泽P2工厂扩建完成之后,三星在南韩、美国总计拥有七条晶圆代工生产线,其中六条十二吋晶圆生产线、一条是八吋晶圆生产线。
三星投资扩大NAND快闪记忆体的生产。

先进制程门槛高却是蓝海市场
三星的半导体部门长期过度倚赖记忆体(占部门营收约八成),如今亟须往多角化经营的方向发展,重中之重是逻辑晶片与晶圆代工,亦即进军台积电的固有地盘。
三星去年的记忆体营收衰退三四%,是其集团整体营收大幅下滑的主因之一,但逻辑晶片业务获利较去年同期成长,晶圆代工市占率也来到七%左右,虽然仍大幅落后台积电,但重要性显然蒸蒸日上,而且能为集团带来更稳定的营收与利润──去年全球记忆体市场较前年重挫三三%,但逻辑晶片市场仅下滑七%。
然而从记忆体转向逻辑晶片既是必然之举,也是严峻挑战,不仅晶片设计要求不同,行销策略也迥然有异。逻辑晶片主要供处理器使用,功能比记忆体更复杂,需要最尖端的晶片设计来满足不同客户的需求,商品化程度较低,量产门槛较高。
台积电目前仍居明显优势,但三星威胁不可小觑。三星去年的半导体资本支出约二百亿美元,今年可能缩减至一七○亿美元左右,台积电则在四月表示,今年资本支出维持原订的一五○亿至一六○亿美元,并全力冲刺延用鳍式场效电晶体(FinFET)技术的五奈米、三奈米制程,预计二二年下半年量产,绝不让三星有“超车”的机会。
在晶圆代工领域,三星做为一家整合元件制造商(IDM),自家产品线齐全众多,但有利有弊;好处是有自家半导体产品可做为代工客源,坏处是容易与外部客户产生利益冲突与信任障碍。
代工合约是三到五年的长期合约,无晶圆厂(晶片设计)业者可能会担心产品线的重叠或竞争,因此不愿将设计好的晶片交给“亦敌亦友”的三星来生产,先进制程产品尤其敏感。此外,三星与苹果(Apple)的恩怨分合,甚至走上法庭,也凸显了三星的两难困境。
三星与苹果(Apple)的恩怨分合,凸显了三星的两难困境。
一七年五月,三星将晶圆代工部门正式独立出来,就是向台积电的“纯晶圆代工”模式看齐,期望强化市场竞争力,至少先囊括台积电无法消化的产能,甚至挑战台积电的王位。此外,三星在一八年五月整合八个原有的研究机构,为晶片代工业务设立专门的研发中心,表明推动相关业务深入发展的决心。
虽然三星一连串大动作的成效仍待观察,但是在联电与格罗方德(GlobalFoundries)相继退出先进制程、英特尔(Intel)对七奈米制程踌躇不前后,目前全球只有台积电与三星有能力向七奈米以下的制程挺进、延续摩尔定律。对三星来说,先进制程虽然门槛高,却是设备与技术投资较有效益的“蓝海市场”,因此它必须与台积电在先进制程一争高下。今年一月十五日三星与荷兰半导体设备大厂艾司摩尔(ASML)签约,以四兆韩元(一○七○亿新台币)采购二十部EUV设备。

产能、良率与台积电仍有一段差距
三星在技术上不断追赶台积电脚步,但产能与良率仍有一段差距;从客户下单情况来看,目前台积电也几乎独吞先进制程订单。五月十四日,绘图晶片大厂辉达(NVIDIA)宣布,全新Ampere架构绘图处理器(GPU)A100将采用台积电客制化的七奈米制程;而据说苹果正计划于二一年开始,Mac系列将搭载自行开发设计的处理器晶片,且将交由台积电以五奈米代工生产。
尽管如此,以三星的财力、企图心、技术实力以及南韩政府的全力支持,在可预见的未来,它仍将是台积电可观、可敬的对手。