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三星狠砸1158亿美元,要十年内超越台积电?

2019-05-13 16:20

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4月24日,三星电子宣布,将在未来10年内(至2030年)在包括代工服务在内的其逻辑凯发k8国际芯片(主要指CPU、GPU等计算芯片)业务上投资133兆韩元 (约1158亿美元 ),以期超越台积电,成为全球第一大芯片代工厂,并维持对英特尔的领先,坐稳全球第一大半导体厂商的宝座。

据介绍,该笔投资将包含73兆韩元的国内研发,以及60兆韩元的生产基础设施,预计将为每年平均投资11兆韩元。

韩国政府积极支持这项计划,目标在发展国内半导体产业,以减少国内对存储芯片业务的严重依赖,并更好地抵御中国制造商崛起所带来的市场挑战。

根据全球研究公司Gartner的数据,去年非存储芯片市场的价值为3,646亿美元,是整体芯片市场的65%,也是存储芯片市场的两倍多。

另一方面,根据市场研究公司TrendForce 的数据显示,台积电在2018 年上半年全球代工市场市占率为56.1%。三星则以7.4% 排名第四。

三星加大对逻辑芯片投资主要目的,无外乎是跟台积电在逻辑制程上竞争,强化芯片代工业务(此前三星以拿下高通多款旗舰芯片的代工)。虽然三星也有自己的Exynos系列处理器,但是主要还是应用在自家产品当中,所带来的贡献也相对有限。并且三星的高端旗舰手机依然是难以摆脱对高通的依赖,即使是有基于自家Exynos版本的旗舰机,但出货主力还是基于高通的芯片平台。

逻辑芯片的市场现状,几大巨头竞争

逻辑芯片厂商虽然很多,但是竞争主要还是集中在逻辑芯片代工领域,因为大多数的逻辑芯片厂商都是无晶圆的IC设计厂商,比如高通、苹果、华为等等,其芯片的生产主要还是由台积电、三星等代工厂来完成。而在芯片代工领域需要的技术及资金投入更为巨大,门槛更高,因此玩家也相对有限,但是竞争却非常的惨烈。

如果从技术领先性和业务规模来看,目前这个领域的主要玩家有台积电、英特尔、三星、联电、格芯、中芯国际等。

不过随着逻辑芯片工艺制程推进的越来越困难,有不少厂商开始退出了先进制程的研发,比如去年联电就宣布放弃12nm以下工艺的研发,格芯也放弃了7nm项目,并且今年还接连出售了两座晶圆代工厂。而目前英特尔的10nm工艺(相当于台积电7nm)迟迟没有量产,并且其芯片代工业务规模相对较小(主要是供自家使用)。可以说,接下来的市场竞争将会集中在台积电和三星之间。

从技术领先性上来,台积电一马当先,去年就量产了7nm工艺,今年4月其5nm制程就正式进入了试产。相比之下,三星虽然在存储芯片这类非逻辑芯片制造领域占据极大优势,但是在逻辑芯片代工业务上却一直落后于台积电。

过去,三星在存储芯片业务上的投入一直很大。有分析师表示,三星每年在数据存储芯片上的支出高达10万亿韩元,而数据存储芯片也是三星的主要收入来源。

资料也显示,早在2011年,三星存储芯片营收规模大约为230亿美元,而逻辑芯片销售额仅100亿美元,还不及存储业务的1/2。

2012年,随着市场对智能手机和平板电脑需求的增长,移动设备处理器需求的增加,三星开始加大对于逻辑芯片的投资。当年6月,三星投资19亿美元构建一条新的逻辑芯片生产线,生产移动设备处理器。

不过最近几年,随着大数据的爆发,市场对于存储芯片需求的猛增,导致了半导体厂商纷纷加大了对于存储芯片的投入,逻辑芯片增长开始放缓。

2017年IC insights就曾预测,在主要的IC类别类别中,内存芯片销售预计在未来五年内表现出最强劲的增长速度。IC市场区分为四大产品类别:模拟IC、逻辑芯片、内存、和微处理器,其中逻辑芯片市场年均年增长仅为2.9%。

三星狠砸1158亿美元,要十年内超越台积电?

不过,即便如此,三星也仍在不断加大对于Exynos芯片以及芯片代工业务的投入。持续性的大量的投入,使得三星Exyons芯片性能快速提升,并与高通缩小差距,同时在芯片制程技术上,也与台积电的差距越来越小。

2017年,三星为强化芯片代工业务,把公司芯片代工业务剥离出来,成为为了一个独立部门,足见三星对于发展芯片代工业务之重视。而三星在包括代工业务在内的逻辑芯片上的发展也离不开韩国本土半导体人才的支持。

值得注意的是,韩国先进科技学院有三分之二名教授教的内容与逻辑芯片有关。韩国先进科技学院电子工程部主席 Kim Joung-ho说:“这种改变不是一天两天,也不是一年两年发生的。”

Kim Joung-ho说韩国政府和科技教育者很久以前就知道,开发逻辑芯片符合国家的长远利益,也符合三星等企业的长远利益。他说:“我们要在韩国开发高通、英特尔所拥有的技术。”

此外,三星为了提高移动处理器的产量,不断将已有生产线转变为逻辑芯片生产线。此次三星宣布至2030年将投资133兆韩元 (1157亿美元 ),加强在System LSI和Foundry业务方面的竞争力,也将进一步提升其逻辑芯片技术和产能。

值得注意的是,4月23日,韩国内存大厂 SK 海力士也在考虑收购部分逻辑芯片制造商美格纳(MagnaChip)的产能,用于扩大其8英寸晶圆的生产线。MagnaChip在韩国清州市的晶圆代工厂,而清州市刚好是 SK 海力士半导体生产的重要基地,如果拿下 MagnaChip 的清洲厂,可以强化SK海力士的8英寸晶圆厂产能,还可以就近产生群聚效应。

与内存龙头三星相同,SK海力士由于近来全球内存市场需求放缓,开始加强发展手机核心处理器、图像传感器和汽车芯片等逻辑芯片的市场。因此,对于逻辑芯片的产能需求提升。

由于图像传感器和汽车芯片等逻辑芯片产品的市场,随应用增加而供不应求,使得许多当前许多晶圆代工厂的 8 英寸厂产能位处于满载的状态。而为了应付市场的需求,除了 SK 海力士期望自 MagnaChip 取得 8 英寸厂产能之外,日前晶圆代工龙头台积电也在时隔 15 年后,在南科再开设 8 英寸晶圆厂。

几大晶圆代工厂谁能笑到最后?

随着主流CMOS工艺在理论,实践和经济方面的限制,降低IC成本(基于每个功能或每个性能)比以往任何时候都更具挑战性和挑战性。

下图列出了各公司目前使用的几种领先的高级逻辑制程技术:

三星狠砸1158亿美元,要十年内超越台积电?

英特尔 :其2018年末推出的第九代处理器,仍然是在14nm 工艺的增强版本上制造的,或者可能被认为是14nm 工艺。而其使用10nm工艺需要2019年底才能量产。

台积电:台积电去年已经率先量产了7nm工艺。台积电相信7nm产品将成为28nm和16nm等长寿命节点。目前,台积电5纳米工艺正在开发中,预计将于2019年上半年进入风险生产阶段,到2020年将开始量产。该工艺将使用EUV,但它不会是台积电利用EUV技术的第一个流程。今年台积电的将会量产基于EUV技术的7nm改进版本。N7 工艺仅在关键层(四层)上使用EUV,而N5工艺将广泛使用EUV(最多14层)。N7 计划于2019年第二季度投入量产。

三星:在2018年初,三星开始批量生产第二代10nm工艺,称为10LPP(低功率 )。在2018年晚些时候,三星推出了第三代10nm工艺,称为10LPU(低功耗终极),提供了另一项性能提升。三星采用10nm的三重图案光刻技术。与台积电不同,三星认为其10纳米工艺系列(包括8纳米衍生产品)的生命周期很长。

三星的7nm技术于2018年10月投入风险生产。该公司不再提供采用浸没式光刻技术的7nm工艺,而是决定直接采用基于EUV的7nm工艺。

格芯:格芯将其22nm FD-SOI工艺视为其市场,并与其14nm FinFET技术相辅相成。该公司称22FDX平台的性能与FinFET非常接近,但制造成本与28nm技术相同。2018年8月,格芯宣布将停止7nm开发,因为该技术节点的生产成本增加,并且因为有太少的代工客户计划使用下一代工艺,因此对战略进行了重大转变。因此,该公司转向其研发工作,以进一步增强其14nm和12nm FinFET工艺及其完全耗尽的SOI技术。而目前,格芯为摆脱财务困境,已经出售了两座晶圆代工厂。

中芯国际:在芯片大牛梁孟松加盟之后,去年2季度,中芯国际的14nm工艺就取得了重大突破。今年2月份,中芯国际对外宣布,今年上半年将会大规模量产14nm工艺,良品率达到了95%,已经非常成熟。当然这与台积电、三星等厂商相比仍有很大差距。

总结来看,正如前面所提及的,目前芯片代工领域,台积电是老大,三星虽然在制程工艺上紧跟,但是技术上仍有一定差距,在代工业务规模上差距更是巨大。不过,这也给了三星足够的增长空间。此次,三星的1158亿美元投资计划,将有望帮助三星进一步缩小与台积电的差距,甚至是在10年内反超。

三星台积电

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