凭借在 DRAM 和 NAND Flash 的领先,三星在过去的一年里籍着存储涨价和缺货挣得盘满钵满,营收和利润也累创新高。再加上 OLED 屏幕的近乎独占市场,全权负责高通骁龙 835 的代工,三星的前景被无限看好。也将在今年将坐了 20 多年半导体龙头位置的 Intel 拉下马。但是这似乎满足不了三星的野心。

 

日前在南韩首尔举办的三星晶圆代工论坛上,三星相关负责人表示:“今年的目标是到年底,将晶圆代工的市占率从第四名提升到第二名,超越联电和格芯。未来则打算超越台积电”。拥有远大理想的三星能如愿以偿吗?

 

三星的底气

晶圆代工产业是一个对技术和稳定性要求非常高的产业,同时是一个投入很高的产业。如果没有利润率不低,且数量庞大的产品支撑,运营一个晶圆厂是一个很艰难的任务。但三星发展的模式,让他们解决了这些问题。

 

从涉足半导体产业一直到 21 世纪前几年,三星和 Intel 都是 IDM,自己家的晶圆厂只是生产自家的 DRAM 和 Flash 产品。但到了 2004 年中,看到市场的前景和发展需求的三星在器兴 12 寸晶圆厂导入了 VLSI 生产线,踏出了扩展非记忆体版图的第一步。再后来三星获得了高通 CDMA 芯片订单,这些 90nm 的产品对三星的代工业务是一个新的突破,也是三星积累高端技术的一个好开端。双方也一直保持着紧密的合作关系,高通新一代的旗舰芯片骁龙 835 还是由三星独家生产的。

 

紧接着,与苹果的合作,将三星晶圆业务进一步突飞猛进。

 

一开始,苹果 iPhone 是使用的三星芯片,但在 2010 年切入自研手机芯片以后,苹果又将芯片的代工业务交由三星生产。两者一起和解决了很多问题,这样又让三星的晶圆代工技术上了一台阶。

 

根据公开资料显示,现在的三星晶圆代工共有三个厂区,在南韩器兴(Giheung)的 S1 厂、在美国德州奥斯汀的 S2 厂、在南韩华城(Hwaseong)的 S3 厂。当中 S3 预定今年底启用,将生产 7、8、10 纳米制程晶圆。

 

明年导入全版极紫外光(EUV)微影技术后,晶圆良率与价格将会优于台积电,营收表现也会超越竞争对手。他们计划在 2018 下半年先行量产 7 纳米制程,6 纳米与 5 纳米制程随后也将于 2019 年上阵,如此将可提供三星客户更多选择。

 

再者,根据研调机构 IC Insights 的最新统计,2016 年全球 12 吋晶圆厂产能,三星以 22%市占率位居第一名,台积电与海力士并列第三,市占率 13%。这是三星能力的另一个体现。

 

还有一点就是,三星本身有很多终端的产品,这些都可以作为芯片的吸纳渠道,也可以成为三星吸引客户的筹码。

 

再加上,三星认为中国大陆市场在电子钱包、无人机、电动车、自动驾驶汽车等供应链有很好的创新,这也将给他们带来新的机会。所以他们成为除了格芯以外,另一个既支持先进制程,还提供物联网及汽车电子的 28 纳米 FD-SOI 制程的企业。

 

同时,据相关消息显示,三星也将开放 8 英寸厂产能,配合本身的优势提供 65 纳米嵌入式快闪(eFlash)制程,以及 70 纳米高压制程,争取大陆市场模拟 IC、CMOS 图像感测器、LCD 驱动 IC 等代工订单。这些都是将会大爆发的市场。

 

所以即使三星现在的市占率只有 7.9%,离台积电的 50.6%还有一段差距,但他成长快速。据 IHS Market 数据统计显示,2016 年三星晶圆代工营收为 45.18 亿美元,较 2015 年大增 78.6%。

 

三星还为了避免客户的可能担忧,将晶圆代工厂业务独立运营,这让他们有了更强的追赶潜力。

 

台积电的实力

三星虽然发展不错,但台积电的实力也不容小觑。这个由张忠谋创建的晶圆代工厂多年来能够雄霸纯晶圆厂龙头的位置,是有其原因的。

 

首先,台积电的专利实力领先。

 

2015 年 IEEE Spectrum 杂志发布的全球专利实力评鉴显示,台积电稳居制造类组第一名。这代表着他们在技术创新、专利布局和蓝图规划方面领先同行。这一切都来源于其高额的研发投入。据台湾电子时报网站的报道,2015 年,全世界最大的半导体代工厂商台积电的研发投入排名第一,投入资金为 655 亿元新台币,相当于 20 亿美元。台积电研发开支占到了当年收入的 7.8%。

 

从早几年发生的额一件事,可以看出台积电的领先。当时三星在 20nm 工艺上良率欠佳,但转眼却能在 14nm 上进步神速,并获得客户的认可,这主要是因为他们挖了台积电的大将梁孟松。业界认为后者涉嫌将台积电的技术机密泄露给三星,才使其发展大跃进。当时张忠谋也承认 16nm 被竞争对手反超。

 

但是对手的不择手段,反而更能体现出台积电的实力。凭借在防漏电和良率方面的经验,台积电在 16nm 上面征服了大客户苹果,将苹果“流失”到三星的 A 系芯片代工业务重新全部揽到旗下。客户的认可是台积电技术的另一个重要印证。

 

众所周知,Intel 能够称霸半导体产业,与他们工厂的工艺实力密不可分的。他们在技术上面的领先也是公认的,在过去两年,由于业务的调整,Intel 也加入了代工“混战”。但即使如此,台积电还是能够硬扛 Intel 的潜在冲击。

 

据分析人士透露:“台积电在 7 纳米下的工夫非常深,这是由 WJ(罗唯仁)带的团队做出来的”。他表示,晶圆代工制程相当复杂,台积电的策略是,不像英特尔一次把微缩制程推到极限,而是在能维持高良率的条件下逐步推进,“从 10nm 到 7nm,开发时程已经压缩到 1 年多就推出一个世代”,他强调。

 

很多分析师认为,7nm 会是继 28nm 之后的又一个持续很久的甜蜜节点。这也是为何格芯直接跳过 10nm,直接加大 7nm 研发的愿意。

 

而按照产业人士的说法,台积电的 10nm 客户不是很多,但是在 7nm 上已经了 20 多个客户在投入了。他们将会在 7nm 上拉近和 Intel 的差距,重演 28nm 成功的经验。

 

至于三星方面,产业人士表示,三星在 7nm 的良率远不如台积电。据去年的数据透露,三星的 7nm 良率只有六七成,但台积电已经高达 9 成。按照分析人士的说法,三星的 7nm 似乎已经出局了。因为这个原因,据业界传言,三星还把骁龙 845 的订单拱手相让台积电。再加上苹果 A11 的加持,台积电进展顺利。

 

但台积电需要考虑的是,在独家生产苹果芯片后,苹果的庞大产能和苛刻要求,是否会使得他们在海思、联发科、AMD 和英伟达的产能安排上有所欠缺,最后引致客户丢失,投入竞争对手的名下,这也不是不可能的。

 

来自中国大陆的威胁

虽然中国大陆晶圆代工厂在技术实力无论是和三星比,还是台积电比,在技术上面,都没有优势,甚至说是远远落后,但是庞大的市场,和政府支持的“自主可控”思维下,这相信会是三星需要重点考虑的问题。

 

这些年来,大陆最大的晶圆代工厂中芯国际发展迅速,业务飙升。再加上他们在全球不惜一切代价挖角,这让他们在技术上面,能够逐渐增强,提升在全球的竞争力。

 

中芯国际 CEO 赵海军在上个月举办的中国半导体封测年会上表示,中芯国际 28 纳米 HKMG 正在量产,他指出每一个节点需要再做细分小节点,往下 7 纳米、5 纳米都要进行展开节点。他指出,目前中芯国际与客户合作的超过 35 个平台,光在 28 纳米就要做 7 个细分的节点,多方的合作是提升他们实力的最好方法,也能够增强他们在晶圆代工市场的影响力。

 

他认为,从客户端,不希望出现代工垄断局面。分散风险、降低成本,寻找更多的代工供应商,保持灵活性,使他们在终端竞争的另一个方面。同时在国内代工厂生产,中国设计公司取得成本优势与供应保障。考虑到中国 Fabless 的庞大数量,这对三星的雄心壮志也势必将会是一个打击。

 

另外,在上文提到三星将要进入的多个代工领域,CIS 有来自淮安德科码的潜在威胁,电源产品是成都格芯关注的一个重点。就连 FD-SOI,格芯也有跟三星竞争。最主要的是格芯的成都工厂,是一个受到国内备受关注的项目,这种合作成都,不是西安三星可比拟的。再考虑到近来国内对三星存储的出击。那就不排除国内的产品和企业将会倾向于借助格芯,打击三星的晶圆代工业务,进一步提升中国半导体的影响力。

 

总结

根据 SEMI 的数据显示,以三星为首的南韩今年将会首次成为最大的半导体设备市场,规模将会预计会高达 129.7 亿美元,明年也将会持续攀升,相信这也是三星发出这个豪言的另一个出发点。但是,考虑到这些增长很大一部分是来自存储的利好,再回想存储在过去几年发展的波动性,笔者会对三星的晶圆代工愿景有所看轻的。

 

早前有消息称三星在 7nm 和 8nm 上面的封测技术有所欠缺。据称,因为 10 纳米以下的芯片封装不能采取传统的加热回焊(reflow),必须改用热压法(thermo compression),三星没有热压法封装的经验,也缺乏设备,外包厂则有相关技术。有鉴于 10 纳米以下芯片生产在即,迫于时间压力,可能会选择外包。相关人士表示,要是三星决定外包,会提高生产成本,不利三星。

 

再加上现在晶圆级封装趋势日盛,而台积电早前在 A10 芯片上亮相的 Fan-out 技术让他们备受关注,这方面或许也会成为三星的掣肘。

 

因此对三星来说,晶圆代工龙头的位置,还有很长的路要走。

 

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