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80年历史看三星半导体超越英特尔绝非偶然?(上篇)

2019/02/13
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集团化和专精化是企业发展的两种截然不同的路径,显然,三星选择的是典型的集团化财阀发展模式。1938 年,三星从食品出口生意开始,迈出了走向巨无霸商业帝国的第一步脚印,历经第二次世界大战和朝鲜半岛内战,三星抓住战争机会,迅速实现了业务的多元化和版图扩张。它的早期业务包括精炼糖、建筑、纺织、保险、零售,还有一些其它主要在 Cheil 和三星名下生产的其它产品。

经过多年的辛苦经营,如今,三星已经成为半导体固态硬盘、手机、计算机、电视、蓝光播放器、音频组件和主要家用电器等各个领域的全球领导者。当然,三星并非一夜成功的幸运儿,在发现并打造世界一流的质量、设计、创新能力之前,在从追随者到王者的艰苦跋涉路途中,三星经历了长期的艰苦和磨难。

三星半导体的诞生
三星并不是韩国第一家消费电子公司,第一个吃螃蟹的是从事其他行业(非电子行业)的知名品牌 Lucky 化工于 1958 年成立的一个新业务部门 -GoldStar,它就是现在大名鼎鼎的千年老二 LG 的先驱。该公司 1959 年推出了一种基于电子管无线电收音机,1960 年推出了便携式晶体管无线电收音机,1966 年推出了黑白电视,所有这一切,它都做到了韩国第一。

在其它亚洲国家进行低端产业转移取得成功之后,欧美电子公司盯上了吃苦耐劳、成本低廉的韩国劳动力资源。在美国的帮助下,韩国科学技术研究所(KIST)于 1965 年 5 月份成立。韩国政府通过建立合资企业的方式推动了欧美先进国家的直接投资。时来运转皆同力,从 1965 年的 Komi 开始,到 1966 年的仙童半导体和 Signetics,再到 1967 年的摩托罗拉,在这些外国巨头的扶持下,韩国的半导体封装和测试设备业务迅速崛起。

1967 年 8 月,哥伦比亚大学电子学教授 Kim Wan-Hee 访问韩国,就加快韩国国内半导体行业的整体实力提供了一系列建议。他最初的发现是韩国整体缺乏洁净室技术,需要迫切在更大的范围内增加投资。金教授开始呼吁韩国公司加入推动电子产业发展的大战略中来,三星就是在这个时间段进入电子行业的。

为了促进停留在农业化阶段的韩国迅速实现工业化,韩国政府将电子产品的定位上升为六大战略出口产业之一。为了帮助电子产业的发展,韩国政府于 1969 年 1 月通过了“电子业促进法案”,给出了一系列真金白银的补贴和出口刺激措施,旨在吸引更多的公司参与到新兴的电子行业中来。

三星创始人兼集团主席李秉喆敏锐地抓住了这次机会,他于 1968 年 12 月底召集了领导层团队,宣布决定进入电子行业这个曙光微露的新业务领域。1969 年 1 月 13 日,后来创立了无数辉煌、给三星集团带来无数荣誉和财富的三星电子公司正式揭牌成立。高瞻远瞩的李秉喆当时这样说服以他马首是瞻的领导层团队:“考虑到技术、劳动力、产业附加值、国内需求和出口前景等所有方面,电子产品是韩国当前和未来经济发展阶段最为适合的行业。”

其实,在三星电子正式成立之前,三星就已经于 1968 年 11 月份和三洋电机签署了合资协议。之后,它又于 1969 年 9 月和 NEC 签署了第二份合资协议。在水原建设了新的制造工厂,并在这个早期只有 137 名员工的三星电子公司员工中,派遣多人前往日本各地学习电视和真空管生产技术。

1970 年 11 月,在其日本合作伙伴的帮助下,三星电子设计生产了第一只真空电子管和第一台 12 英寸的黑白电视机。在接下来的几年内,三星电子的电视技术不断向前发展,包括 1973 年推出的基于晶体管的 19 英寸黑白电视。(当时,韩国国内的电视广播采用黑白两色,彩电受到限制。也不允许从日本进口电视,除非是通过合资企业生产的产品。)1974 年,三星电子再接再厉,推出一系列白色家电产品,包括冰箱、空调和洗衣机。

从一开始,三星在消费电子领域的战略就是垂直整合模式,正是基于这个战略,一种新的核心能力 - 半导体 - 即将落入他们手中。

Kang Ki-Dong 1962 年在俄亥俄州立大学获得了博士学位,并在世界上最大的分立晶体管公司之一、位于亚利桑那州凤凰城的摩托罗拉公司工作。作为一名会讲日语的韩国工程师,康博士获得了独特的工作机会,他为前来访问的韩国和日本的工程师接待工厂参观,并由此建立了自己的人脉。当摩托罗拉计划在韩国开设工厂的时候,他被派去对韩国当地进行初步评估,包括对未来的工程人员的采访和测评。

回到美国后,康博士从摩托罗拉跳了槽,后来他遇上了两位老朋友。第一位是在业余无线电领域的著名无线电网络运营大咖 Kim Chu-Han,第二位是他同学,一家半导体公司的运营经理 Harry Cho。Kim 能够拉来投资,Cho 懂得销售运营,而康博士自己懂晶圆制造技术。风云际会,这三位仁兄一拍即合,共同成立了一家新公司 - 集成电路国际公司或称 ICII。

ICII 设计了一款用在数字手表上的芯片,并于 1973 年在加利福尼亚州桑尼维尔的一条小型 3 英寸生产线上制造了其首个 5 微米 CMOS 大规模集成(LSI)部件。这款芯片非常成功,客户需求量很大,需求超出了 ICII 的产能好多倍,这也使得客户向 ICII 下订单时犹豫不决。金教授愿意为 ICII 公司的产能扩张提供资金支持,但是有一个附加条件,即 ICII 必须把这笔投资支出在韩国境内。

康博士决定继续在美国开展 ICII 芯片设计业务,把芯片制造能力向韩国转移,把生产线建在韩国的 Puchon。金教授入股后,新的合资企业名称为韩泰半导体。但是,计划总没有变化快,随后的 1974 年,爆发全球性的石油危机,再加上设备进口等一系列繁文缛节使得制造厂的搬迁成本远高于最初的计划。尽管如此,韩泰半导体最终成功地建设了晶圆厂并开始生产芯片,由于资本支出远远超标,韩泰半导体的资金水平在接下里几个月内降低到了无米下锅的危险程度。

经济环境继续恶化,油价不断攀升,日本人撤走了,韩国国内的半导体产业迫切需要进行重大技术融资,而三星正好非常有钱。李秉喆和他的儿子李健熙洞若观火,他们意识到,三星必须杀入半导体行业,而不能仅仅是购买芯片。他们试图说服他们的管理团队,韩泰半导体的先进芯片可以给三星带来美好的未来。但是,石油危机带来的不仅是资本支出的大幅下滑,还带来了信心危机,三星的管理层对是否需要投资新泰半导体犹豫不决。

管理层迟疑不定,机会不容有失,于是,1974 年 12 月 6 日,李氏家族绕开三星集团,用他们家族自己口袋里的钱投资韩泰半导体。到 1977 年底,完全吞下韩泰,并正式更名为三星半导体。

 


开发 DRAM
眼光老辣的李秉喆和他的儿子李健熙很快意识到,康博士他们的管理团队没有意识到一个非常重要的概念 - 对于芯片产品,晶圆厂先进行资本支出,如果市场机会合适,利润便会随之而来。如果晶圆厂产能跟不上,在需求开始成熟并爆发时,再好的芯片设计也会受制于产能而无法带来大量的财富。在三星成长的过程中,它们已经多次领教了产能的威力。解决了芯片供应问题后,三星生产家用电器、数字手表、收音机、电视机都变得收放有度,顺风顺水。没有了核心部件的供应之忧,它开始致力于专注提高效率。三星不断提高装配工厂的自动化水平,向韩国的消费者以及出口贸易伙伴源源不断地提供商品。三星的进展很顺利,1978 年 7 月,三星电子在美国新泽西州开设了分公司。韩国本土的半导体研究活动正在如火如荼地蓬勃发展,1976 年,政府支持的韩国电子技术研究所(KIET)在 Kumi 开始了一个研究中心。在合资企业方面,韩国尤其注重在超大规模集成电路领域的投资和支持,并在 1979 年建设了一家可以生产 16K DRAM 的 VLSI 晶圆厂。

韩国政府试图围绕 VLSI 晶圆厂专业技术构筑一个庞大的财阀圈,其中有大宇、GoldStar、现代和三星。三星当时一心专注于 LSI 技术,试图根据自己的业务支持需要生产线性组件和数字电路器件,从而摆脱从国外采购这些部件时和其它客户抢订单。为了进一步保护其供应链,三星电子于 1980 年 1 月 1 日整合了三星半导体。

出于多个原因,KIET 很快补上了没有 64K 容量的 DRAM 的短板。第一个原因是 1981 年发布的半导体产业长期促进计划。韩国政府和 KIET 合作开发的 DRAM 专门面向存储芯片出口业务。其次,当时的电信资产正在私有化,财团投资半导体可以很快获得收入。

大宇、GoldStar 和现代都在进行 VLSI 晶圆厂的投资,三星也不例外,而且有额外的激励措施。1083 年,他们开始生产个人电脑,SPC-10001. 三星制定的垂直整合目标使得它们自己的 DRAM 必须具备足够的吸引力。为了实现这个目标,他们必须把制造工艺从 5 微米改进到 2.5 微米,将晶圆尺寸增加到 130 毫米,并充分研究 VLSI 技术。1982 年 1 月,他们在水原新成立的半导体研发中心开始了为期一年的可行性研究。

有了一些 VLSI 知识的积累,1983 年初,三星在加利福尼亚州圣克拉拉市设立了“前哨站”。 其主要目标是竞争性研究,寻求 DRAM 技术的许可,并将之作为招聘和培训美国半导体人才的中心。

找一家可以开放技术许可的公司并非易事,日立、摩托罗拉、NEC、德州仪器东芝都让三星的许可请求吃了闭门羹。最终,向三星伸出友好怀抱的是美光科技,它在 1983 年 6 月份同意向三星授权它的 64K DRAM 设计。除了设计,三星还从 Zytrex 获得了高速 MOS 制造工艺的许可。

就这样,三星从零起点到交出第一课 64K DRAM 只花了短短六个月的时间,它最终于 1983 年对制造的 DRAM 器件进行样产。之后,三星在 1984 年 10 月份制造了美光设计的 256Kb DRAM。后来,为了摆脱高昂的许可费用,大胆而又刁钻的三星利用其圣克拉拉研究团队反向设计了美光的 256Kb DRAM,并于 1985 年 7 月份对全新的“自有”器件进行了样产,然后在 Giheung 的一个 2 微米工艺的新工厂开始生产 256Kb 的 DRAM 产品。

这是三星迈向全球最大的内存芯片生产商的第一步,正是这一步,使得三星在 1993 年成为了全球内存芯片的头号生产商,这距离它第一次流片第一颗 DRAM 器件只有短短的十年时间。在 DRAM 领域的巨大成功,为三星利用 VLSI 技术制造其它芯片奠定了坚实的基础,这对于三星成功执行下一个消费设备计划至关重要。

 

开发移动设备困难重重
正如大多数其他市场的移动热潮始于汽车电话一样,韩国的情况也是如此。韩国移动通信服务公司(KMTS,后来被称为 SK 电信公司)于 1984 年 4 月推出其 0G 无线电话网络,到年底时已吸引 2658 名用户。

三星于 1983 年开始涉足移动无线研发,投入了大约 40 名工程师。除了 KMTS 0G 网络之外,他们没有其它可供使用的网络。他们再一次奉行拿来主义原则,花了相当大的精力对东芝的汽车电话进行逆向工程。最终拿出的设计是 1986 年生产的三星 SC-100 汽车电话。这个产品充满了大量的质量问题,团队成员纷纷退出,最终只剩下十个不知道接下来该怎么办的成员。福兮祸兮,祸兮福兮,这种尴尬的局面给了团队领导人 Lee Ki-Tae 一个激励,他后来购买了 10 部摩托罗拉的手机进行基准测试。

为了迎接 1988 年首尔夏季奥运会,韩国 KMTS 正在将其网络升级到 1G 蜂窝网络,打算于 1988 年 7 月部署 AMPS 基础设施。这个计划给了三星足够的时间,让它能够认真仔细地剖析摩托罗拉的设计并对其进行逆向工程,使得它可以在下一次推出汽车电话之前了解 AMPS。

三星创始人李秉喆没有参加奥运会的庆祝活动,1987 年 12 月 1 日,李秉喆去世不到两周,他的儿子李健熙接管了庞大的三星帝国。起初,三星的管理并没有什么明显的变化 - 这家公司实在是太大了。处于婴儿期的手机部门几乎没有引起公司高层的注意。

三星的 SH-100 手持式 1G 手机于 1988 年首次亮相,它的最终销量不到 2000 台,主要面向贵宾销售,而且质量也很差。在接下来的几年里,这种失败的循环重复了好几次:推出新的三星手机,同样质量糟糕,销量同样是令人失望的只有几千台。

在手机无线电频率工程领域,三星走入了暗区。

早期大量出现的制造和设计问题让韩国本土消费者对三星的手机设计及其生产能力充满了怀疑,来自外部的竞争压力也与日俱增。作为一家外来品牌,摩托罗拉占据了韩国一半以上的手机市场份额,堪称当时手机质量和设计的黄金标准。作为一家本土品牌,主场作战,三星的份额只有区区几个百分点。

在 RF 技术方面,三星的拿手好戏 - 逆向工程 - 起不了太大的作用,反向设计只能告诉团队有限的信息。相比之下,逆向工程出来一个收音机或者电视机之类的无线电接收器比较简单,但依然具备一定的挑战性。而要设计出一个复杂的、应用微型化技术实现既包括无线电接收还包括无线电发射的设备,比如模拟制式的 1G AMPS 手机,就非常复杂了。最终的质量问题可能来自于器件、布局、装配、调整方法任一方面及其组合。

然而,三星面临的最大问题并不是制造质量问题,而是严重的设计缺陷。据说,在山区徒步旅行时,三星员工看到另外一名徒步的旅行者在使用摩托罗拉的手机打电话,该员工到了同一个地点后,打开手机却发现,自己携带的三星手机在这里没信号。无论这是真人实事还是有所演绎,它反映的场景却是非常具有现实意义:韩国有三分之二的地带是多山地形。

最初,研发工程师无法应对被称为多径的 RF 效应,所谓多径效应,是指信号反射地形和建筑物会使得不同三星手机的信号会以不同的强度、以稍微不同的时间到达接收器。多径问题是很多三星手机通话质量不佳的根本原因。要解决这个问题,意味着需要重新设计手机天线、改善手机天线和主板电路板之间的物理连接,并增强硬件的信号辨别能力。

 

更换管理层 三星手机迎来新生

三星在手机业务上的挣扎,以及三星电子消费品业务不断出现的问题最终引起了李健熙的注意。1993 年年初,李健熙访问洛杉矶,在一家电子产品零售商的商店中发现,三星的产品被隐藏在货架后架的“仿冒品”区。李健熙非常不满,于是开始反思出现这个现象的原因。

二十世纪七十年代和八十年代,三星实行低成本、大规模生产和逆向工程战略,为公司业务的发展提供了很强的执行能力。但是,到了九十年代,这种曾经发挥巨大作用的战略却削弱了三星在全球范围内的竞争力。亚洲的发展中国家以其更为低廉的劳动力,正在取代韩国成为更低成本的电子产品制造商。李健熙仔细观察了日本对这种情势变化的反应,并深入研究了消费电子产品从模拟技术向数字技术的转向和过渡。

李健熙感到了迫在眉睫的压力和紧迫感,他开始寻求外部帮助。他找到了后来成为京都理工学院教授的 Tamio Fukuda。根据李健熙和他的高级幕僚团队开展的一系列调查,Fukuda 准备了一份全面的回复 - 现在被称为 Fukuda 报告。1993 年 6 月 4 日,Fukuda 提出了自己的想法。

当被问道设计是什么时,Fukuda 写道:“[设计]不仅仅是创造产品的外形或颜色这些外观,而是从研究产品的便利性开始,通过增加附加值,形成或利用文化活动来创造一种新的用户生活方式。”

Fukuda 的建言让李健熙下定了决心推行已经决定要做的事情。几天后,李健熙在法兰克福举行的三星高管聚会上推出了他的新管理计划。让员工从早已根深蒂固的做法中和想法中走出去并非易事。李健熙向他的员工们喊出了后来闻名于世的挑战口号:“除了你的妻子和孩子之外,改变一切。”然后,他详细介绍了一系列改革措施,包括每天要提前两个小时布置所有工人的任务。

至于手机部门,要求非常具体。“到 1994 年,要么生产出可以和摩托罗拉相媲美的手机,要么三星把手机业务剥离出去。”逆向工程的时代终于结束了。从此,三星的工程师在信号质量问题上走在了世界前列,从手机质量到强度等设计的各个方面,三星都进行了疯狂的探索和创新。

1993 年 11 月,重生的三星手机部门拿出了他们的新作:SH-700。这款手机的外形像是一个糖果棒,重量仅为 100 克,配有通过了山地测试的全新天线。在发布会现场,工作人员拿给李健熙一台样机,只见他挥舞着有力的臂膀,将手机重重摔到地上,在众人的一片惊呼声中上前狠狠地踩了两脚。然后,自信满满的李主席从地上拿起手机,拨打了一个电话,在电话拨通的那一刻,在场的所有人都松了一口气。设计师在手机的塑料外壳和电路板上放置了一个特殊的支柱,以承受被坐上或被踩的情形。

设计创新并没有仅仅停留在工程设计上,同时亮相的还有一项新的营销活动:“一款可以在山区打电话的手机”。最初,SH-700 的每月销量为六千台,到了 1994 年 4 月份,在一系列营销活动和口碑的影响下,它的销量上升到每月一万六千台。后续产品 SH-770 Anycall 于 1994 年 10 月份推出,旨在提升品牌影响力。到了 1995 年中期,改革后的三星手机部门经过短短两年时间,就取代摩托罗拉成为韩国手机市场份额的领导者,并一直保持至今。

还有一件大多数消费者并没有意识到、但是在三星员工的眼中非常具有教育意义的一次质量事故。大量后来被发现死机的 SH-770 手机发货前经过了工厂筛选,李健熙选了一批 SH-770 作为节日礼物,结果收到了一些反馈:有一些手机死机,不工作。尴尬的李健熙进行了进一步的调查,结果发现了一大批砖头手机。

1995 年三月,李健熙高调参观 SH-770 的制造工厂 - 龟尾工厂。有两千名员工被邀请参加在一个很大的院子里举行的集会,现场所有人都被发了一条印有“质量第一”的头带。在院子中央,树立着“保证质量就是我的骄傲”的旗帜,周围就是工厂生产出来的砖头手机和传真机 - 有人说总共有 15 万台之多。李健熙找来一些身强力壮的工人挥舞着有力的锤头,充满仪式感地砸碎了这些也许有些是良品的手机,并把它们扔进篝火,付之一炬。在熊熊燃烧的火光下,许多人感动地当众落泪。这是一个永远都不会被忘记的事故和教训。

 

寻找数字世界的根基
三星的设计团队也被赋予了新的历史使命:要尽可能快地将数字功能融入到各类产品中。三星从三个方面发展了如今在移动设备中占有重要地位的主要技术:DRAM、闪存CDMA

当时的三星已经成为了 DRAM 的头号制造商。连续五年对 200 毫米晶圆厂高达 5 亿美金或以上的大规模投资,使得三星在 1993 年就成为了全球 DRAM 市场份额的领导者。重金支持的研发部门正在准备下一个重量级产品 -256Mb 的 DRAM,这将使得它们首次领先于日本的科技巨头。

当时的东芝已经开发出一种名为 NAND 闪存的新技术,但是它很快就在英特尔推出的替代性产品 Nor 闪存(具有不同的应用特性)上败下阵来。为了扩大 NAND 闪存的市场存在空间,东芝于 1992 年 12 月向三星授权了其 NAND 闪存设计。这一次,三星同样不孚众望,从获得技术许可到拿下市场领导者地位再一次用了大概十年时间,1994 年,三星发布了第一代 NAND 闪存器件,到 2002 年底时,它就以 54%的市场份额占比成为了 NAND 闪存市场的全球领导者了。

手机的数字化意味着对另一种新技术的大规模投资。在欧洲全力推进其 GSM 愿景的背景下,美国的运营商在 D-AMPS、GSM、CDMA 方面对 2G 进行了大规模投资,这一次,作为韩国的代表,三星采取的大胆的策略。

William C. Y. Lee 博士是贝尔实验室开发 AMPS 的过程中的重量级角色,他与一家开发 CDMA 技术的年轻公司 - 后来大名鼎鼎的高通公司 - 进行了密切合作。作为 Pacific Telesis 的首席科学家,Lee 领导了多个 CDMA 网络的试验部署。通过 Lee,高通公司被介绍给韩国政府,当时的韩国通信部(MoC)正在寻求一种方法来帮助推动韩国进入本土之外的电信领域。

经过多轮复杂的谈判,高通和韩国的电子和电信研究所(ETRI)于 1991 年 5 月就 CDMA 基础设施达成了联合技术开发协议。

现在,从表面上看,选择 CDMA 似乎是一件顺理成章的事情。与 D-AMPS 或 GSM 等 TDMA 系统相比,CDMA 拥有众多技术优势,其中之一是用更少的蜂窝塔实现更好的用户容量,这意味着更低的基础设施部署成本。但是,当时的高通还是一家很年轻的公司,它的 CDMA 技术尚未在大规模部署中得到证实,而且高通公司拥有该技术,使用它需要支付版税。

在经济性上的效应使得 CDMA 更加具备吸引力。选择 CDMA 将有效锁定外国基础设施供应商和手机供应商,让韩国人有时间与高通公司合作开发独特的解决方案。如果在其他地方采用 CDMA,韩国公司还可以从技术出口中获利。韩国政府指定四家韩国电子制造商 - 现代、LG、马克森电子和三星进行这项工作,目标是 1996 年推出 CDMA 网络和终端手机。

最初,对于年轻的高通公司来说这是一个巨大的胜利,因为它可以为整个韩国的 CDMA 手机和基础设施提供芯片组,韩国制造商采用了当时堪称独特的方式支付版税,将其手机销售价格的一定百分比作为版税,高通公司反过来帮助资助了与 ETRI 的进一步联合开发工作。SK 电信 IS-95A CDMA 服务于 1996 年 1 月在首尔首次运营。仅仅一年多之后,在韩国使用 CDMA 网络的用户已经突破了 100 万户。

在韩国阵营推出的首批 CDMA 手机中,三星的 SCH-100 是一款重量为 175 克的直板手机,该手机于 1996 年 3 月份发布,采用了高通早期的 MSM 芯片组。高通早期的 MSM 芯片组并不是基于 ARM 的,直到 1998 年,高通才拿到了 ARM 的许可。1997 年 6 月,三星开始在美国向 Sprint 出口改装的 SCH-1011 手机。

CDMA 在很多地区都获得了认可。到了 1997 年年底,三星已经迅速占领了全球 CDMA 手机市场 55%的份额。自此,三星开始在移动设备上开展兼容性策略,它们同时为国内市场和各个出口地区的市场开发多款手机型号。下面列举一些 1998 年出现的手机:支持 SMS 短信的 SCH-800 CDMA 翻盖手机,SPH-4100 PCS 手机的重量降到创纪录的 98 克,奠定了新轻量级标杆,还有向欧洲出口的 SGH-600 GSM 手机。

 

前所未有的 ARM 许可
三星在 ASIC 设计上的步伐也在加快。1994 年 5 月,三星支付了大笔费用获得了 ARM6 和 ARM7 的许可,并可以得到 ARM 的咨询支持。三星基于 ARM 内核芯片的首批产品 - 三星 DVD-860- 面向的是一个全新的市场类别。三星于 1996 年 11 月份发布了第一款 DVD 播放器,其中包含三星开发的四颗 ASIC,该产品一经问世,所向披靡,迅速击败了包括东芝、松下和先锋在内的业界巨头。

在 Hot Chips 1996 大会上,三星展示了一颗疑似用在其首款 DVD 播放器中的 ASIC:MSP-1 多媒体信号处理器。它结合了 ARM7 内核和专有的 256 位矢量协处理器,用于实时 MPEG 视频解码,还集成了可以用于定制应用的 10K 自由门电路。MSP-1 采用 0.5 微米 CMOS 制造工艺,采用 128 引脚封装,带有帧缓冲存储器总线的版本扩展为 256 引脚封装,功耗为 4 瓦。

后来,三星顺理成章得将其在 ASIC 上面的工作成果扩展到了手机上面。1996 年 9 月,三星获得了 ARM7TDMI 内核的许可。到了 1998 年年底,三星已经打造了一颗可供内部使用的 CDMA 芯片组,它于 1999 年年初首次应用在三星的 SCH-810 CDMA 手机中,并与用于 CDMA 基带的 Conexant Topaz 芯片组配合使用。1999 年 2 月,三星获得了 ARM9TDMI 内核和 ARM920T 处理器的许可,准备开发基于新的 0.25 微米工艺、运行速度超过 150 MHz 的相应部件。

三星第一颗大规模商用的 SoC 是 2000 年推出的 S3C44B0X,这是一款基于 66.7 MHz ARM7TDMI 的部件,由 Dany Hiptop 设计 - 该公司由安迪鲁宾创建。几年之后,三星进入智能手机市场,安迪鲁宾发明了安卓,它们之间的偶然碰撞成为了整个移动行业的转折点。S3C44B0X 为 160 引脚封装,采用 0.25 微米工艺制造。

2002 年 7 月,ARM 和三星达成一项全面的长期许可协议。该协议使得三星可以在协议的未指定期限内完全访问所有当前和未来的 ARM IP。一位业内观察员将它称为“吃到饱”的许可协议。 这项前所未有的协议将三星从一家单纯的 ARM 公司客户转变为开发 ARM 路线图未来发展方向的合作伙伴。

在 2002 年 10 月的微处理器论坛上,三星秀了秀肌肉,展示了它们对 ARM 技术路线图可能产生的影响。ARM 提供的 ARM1020E 原型内核设计用于 0.13 微米工艺,运行频率为 325 MHz。 三星借鉴了 Alpha 微处理器的技术,将 ARM1020E 重新设计为“Halla”核心。Halla 内核仍然使用 0.13 微米制造工艺,但运行频率高达 1.2 GHz,成为业界第一颗突破了 1 GHz 运行主频的 ARM 设计。

三星为手机等移动设备准备就绪了一系列令人惊叹的半导体技术:DRAM、闪存、ARM 处理器内核和 ASIC、以及从电视和显示器上获得的小型 LCD 面板,所有这些零部件都来自其自家的晶圆厂。三星的运作方式是运用自己的产品组合和专业知识,覆盖两个新兴的移动应用领域:音乐播放器和智能手机。

 

闪存芯片
商用半导体器件业务非常难做。如果产能不足,竞争对手便可以凭借更优惠的价格、更短的交货时间抢占市场份额。如果产能过多,便会造成昂贵的设备经常处于闲置状态,导致成本上升,更糟糕的还会裁员或关闭工厂。上马一条新的晶圆厂产能,就必须刺激需求来消化掉这个产能。很多时候,供应商要和客户一起达成长期交易,以锁定供应和定价。

最初,三星部署垂直整合战略是为了应对供应链的断供。如果缺少零部件,有可能导致消费产品生产线停工,而为零件付出太多则会损害竞争力。三星拥有自己的半导体工厂,可以确保其电子产品工厂继续运转。

随着三星 DRAM 产品的日益改善,它的出口业务也在蓬勃发展。即使是在经济低迷时期,三星会把利润回流到晶圆厂的产能扩展和研发活动中,以扩大市场份额和取得竞争性技术的超越。三星的闪存业务延续了其在 DRAM 业务上的成功,是另外一个保证晶圆厂运行的有效方式。

时代在不断发展,李健熙和他的父亲面对的是非常不同的竞争环境。李健熙对产品质量、品牌和设计充满了热情,是因为他知道,在电子产品上的成功可以为三星帝国开辟新的市场空间,创造新的令人兴奋的应用板块。既布局半导体技术,又涉足成品消费产品,就意味着三星在许多情况下要和作为自己合作伙伴的客户和供应商展开竞争。

随着 DVD 播放器逐渐退出了历史的舞台,三星需要再次寻找新的数字技术消费应用该领域。1998 年,三星推出了基于闪存存储的 MP3 播放器 -SaeHan MPMan 和 Diamond Multimedia Rio  PMP300。Rio PMP300 内置 flash 存储,200 美元的定价也颇具侵略性,取得了良好的销售效果。由此,三星作为移动设备公司,和另外一家大规模侵犯版权的 Napster 一起招来了美国唱片业协会 RIAA 的满腔怒火。

但是,无论如何,三星都敏锐地嗅到了闪存的销售商机。在 CES 1999 上,他们推出了 Yepp 品牌的基于闪存的 MP3 播放器。新闻稿中有一个不祥的脚注,表明他们正在寻求“RIAA 的正式批准”,同意参与安全数字音乐促进计划。Yepp 本该成为一个拥有许多型号和款式的庞大的 MP3 产品线,只是命运多舛,出于压力,2003 年之后,Yepp 品牌在韩国境外全线退役,其新产品继续在三星品牌下销售,一直到 2013 年方寿终正寝。

1999 年 8 月 Yepp 推出另一款杀手级产品之后,三星推出了一款集成了 MP3 播放器和 16/32MB 闪存的 PCS 手机 -SPH-M2100,这是第一款配备了 MP3 播放器的手机。(三星于 2000 年 11 月晚些时候推出的 Uproar 或 SPH-M100 也是这种配置,后来,它被出口到 Sprint 并获得了更多的知名度。)

奇怪的是,三星在其早期的 MP3 播放器上配备的是非 ARM 架构的芯片。它的大多数播放器中都有一个用于管理用户界面的 8 位 MCU、一个用于 MP3 解码的 DSP、用于存储 MP3 文件的闪存以及用于连接到 PC 的 USB 芯片。2001 年 8 月,三星宣布推出一款名为 CalmRISC 便携式音频器件(C-PAD)的新芯片组,供应给 MP3 播放器的 OEM 客户们,三星也在其自家的 Yepp 系列中使用了这款芯片。单芯片 S3FB42F 结合了一颗 CalmRISC 8 位 MCU 和一颗 24 位 DSP。

2001 年 10 月 23 日,苹果的 iPod 横空出世,几乎改变了音乐播放器的整个江湖。考虑到 iPod 和三星芯片的推出时间,三星的 S3FB42F 很可能不是苹果公司为其 iPod 评估的九款 MP3 芯片之一。后来,人们发现 iPod 使用的是 PortalPlayer 的 PP5002,更让 S3FB42F 和 8 位芯片显得年代古老了。

在这段时间里,不断有新的公司进入 MP3 播放器市场,包括由三星前员工组成的 iriver。后来,出于对声音质量的担忧以及加密机制存在争议性,SDMI 无限期搁置,MP3 播放器传播的巨大障碍消除了。后来甚至包括三星都转向了 PortalPlayer,该公司的 PP5020 出现在三星在 CES 2005 展会上发布的 YH820 上面。

巧合的是,2005 年 1 月,苹果公司决定以其 iPod Shuffle 进入基于闪存存储的播放器市场。苹果的巨大需求迅速导致了闪存供应的紧张局势,如果有人能够向苹果保证供应,那么很快就会有更多的需求出现在市场上。

将一个 200 亿美金规模的市场描述为“紧张”听起来很奇怪,但是实际上,2005 年的闪存生产商确实很难释放出那么多产能。在 2001 年互联网泡沫破灭之后,包括 NAND 闪存和 NOR 闪存在内的整体闪存市场的容量在三年内翻了一番。与其他 DRAM 生产商一样,三星正在满足市场需求的同时,将产能转向销售价格更高、利润空间更大的闪存产品上。由于三星在闪存的产能扩张上步子迈得太大,以至于闪存的平均销售价格(ASP)首次跌落到了 DRAM 的平均销售价格之下,一切的一切都显示,2006 年看起来很可能将会是闪存产能过剩的一年。

没想到半路杀出一个白衣骑士 - 苹果。三星控制了将近三分之一的闪存市场,如果愿意,它可以进一步提升市场份额占比。苹果准备在 2005 年 9 月份推出 iPod nano,每台设备的闪存容量高达 4GB。一位分析师估计,nano 产品本身可能会使得全球闪存市场规模增加大约 22%。为了拿下苹果公司的业务,三星给出了 30%的价格折扣,并承诺将其所有 NAND 产能的 40%给专供苹果。苹果最终和海力士、英特尔、美光、三星和东芝签订了供货期长达五年的 NAND 闪存供应协议,其中大部分供应来自三星。

神仙打架,小鬼遭殃。闪存产品的价格确实下降了,但是它的前提是你能得到它。苹果公司得到了它想要的一切,但是全球数百家小规模的基于闪存存储的 MP3 播放器制造商突然发现自己的闪存供应变得遥遥无期了,或者根本就拿不到闪存。这些公司很有多无声无息地消失了,原因很简单,没有了闪存供应,它们无法生产成品以满足不断增长的需求。

闪存的产能最终会赶上来满足需求,但是这需要几年的时间。拿下苹果的大订单之后,三星立即开始在华城综合体扩张产能,以提供更多的 DRAM 和闪存。这是一项历时七年,资本支出高达 330 亿美金的巨大投资。存储产品产能的又一次扩张即将来临,这次是在得克萨斯州的中心,这一次将产生规模更为状况的大交易。


 

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