近些年,作為巨無霸級別的IDM,三星一直覺得其晶圓代工業(yè)務水平還不夠好,視行業(yè)霸主臺積電為“眼中釘”,并通過大力投資、挖人等措施,不斷完善其晶圓代工技術能力和客戶認可度。
2017年,就傳出三星發(fā)下豪言要超越格芯(GlobalFoundries)和聯(lián)電,晉升為全球晶圓代工二哥,未來還要擠下臺積電,躍居市場霸主。
顯然,這一目標在2017年并沒有實現(xiàn),然而,這一愿望在2018年有望成為現(xiàn)實。
今年年初,在韓國首爾舉辦的三星晶圓代工論壇上,三星相關負責人表示:“今年的目標是到年底,將晶圓代工的市占率從第四名提升到第二名,超越聯(lián)電和格芯。未來則打算超越臺積電”。
目標很是遠大!
據(jù)悉,2017年,三星晶圓代工部門的營收為46億美元、市占率為6%,是全球第四大晶圓代工廠,落后臺積電、GlobalFoundries、聯(lián)電。據(jù)IC Insights報告預估,今年三星晶圓代工的營收將增至100億美元,市占將升至14%,將躋身市場二哥位置。
根據(jù)IC Insights統(tǒng)計,2018年,在全球的純晶圓代工廠當中,臺積電將實現(xiàn)347.65億美元的營收,而排在第二位的GlobalFoundries營收為66.4億美元,而今年三星晶圓代工的營收有望增至100億美元,這樣就超過了GlobalFoundries,排在臺積電之后,位列第二。
不過,報告同時指出,三星市占提高,主要是拆分晶圓代工部門的效應,并非業(yè)績真有大幅成長。由于三星的晶圓代工部門自立門戶,不再隸屬于系統(tǒng)LSI業(yè)務,因此,生產(chǎn)三星自家的Exynos手機芯片,算在三星的晶圓代工營收當中,市占率因此猛增。
三星的底氣
晶圓代工產(chǎn)業(yè)是一個對技術和穩(wěn)定性要求非常高的產(chǎn)業(yè),同時是一個投入很高的產(chǎn)業(yè)。如果沒有利潤率不低,且數(shù)量龐大的產(chǎn)品支撐,運營一個晶圓廠是一個很艱難的任務。但三星發(fā)展的模式,讓他們解決了這些問題。
目前,三星晶圓代工共有三個廠區(qū),分別是韓國器興(Giheung)的S1廠、美國德州奧斯汀的S2廠,以及韓國華城(Hwaseong)的S3廠。當中S3預計今年底啟用,將生產(chǎn)7nm、8nm、10nm制程芯片。
今年2月,三星宣布投資60億美元,在首爾郊外新建半導體廠房。計劃擴大晶圓代工業(yè)務。此舉除了與臺積電競爭外,還有應對半導體行情波動的目的。
據(jù)悉,新工廠將于2019年下半年完工,2020年正式投產(chǎn)。將投產(chǎn)7nm及以下制程。
按照三星的計劃和時間表,明年導入全版極紫外光(EUV)技術后,晶圓良率與價格將會優(yōu)于臺積電,營收表現(xiàn)也會超越競爭對手。三星計劃在2018 下半年先行量產(chǎn)7nm制程,6nm與5nm制程隨后也將于2019 年上陣,可提供三星客戶更多選擇。
要有所改變
為了能夠專注于晶圓代工業(yè)務,2017年5月,三星宣布將該業(yè)務部門獨立出來,成為一家純晶圓代工企業(yè),并計劃在未來5年內(nèi)取得芯片代工市場25%的份額。
此外,今年5月,三星為其芯片代工業(yè)務設立了研發(fā)中心,表明了該公司推動這一業(yè)務深入發(fā)展的決心。
據(jù)知情人士透露,為增強芯片代工業(yè)務能力,三星在其設備解決方案部門(負責監(jiān)管該公司的關鍵芯片業(yè)務)下設立了研發(fā)中心。研發(fā)中心將納入三星在設備解決部門的八個現(xiàn)有研究機構,包括內(nèi)存、系統(tǒng)大規(guī)模集成電路、半導體、封裝、LED、生產(chǎn)技術、軟件和顯示中心。
三星做出了各種各樣的努力,以進一步深入芯片代工業(yè)務,今年早些時候還啟動了三星先進的代工生態(tài)系統(tǒng)項目,來滿足芯片代工業(yè)務相關客戶的需求。一名行業(yè)觀察人士表示:它通過加強與包括高通在內(nèi)的主要客戶的聯(lián)系來促進增長。
格芯、聯(lián)電退出
先進制程帶來機遇
不久前,聯(lián)電宣布不再投入14nm FinFET以下先進制程工藝結點技術的研發(fā),將主要精力放在特色工藝技術和優(yōu)化客戶服務水平上。這樣做,一方面是可以避開與臺積電硬碰硬式的競爭,影響資金利用效率,另外,這使其在穩(wěn)健的發(fā)展策略和道路上又邁進了一步。
無獨有偶,在評估投資風險及客戶規(guī)模后,格芯不久前也宣布,放棄12nm以下(不包括12nm)先進制程技術的研發(fā),將精力放在特色工藝技術研發(fā),特別是SOI工藝技術上來。
這樣,行業(yè)只剩下臺積電、英特爾和三星能繼續(xù)在7nm及更先進制程上競爭。三星在7nm全球首先導入了EUV技術,預計2018年下半年投產(chǎn),2019年將進一步推出7nm優(yōu)化版,即5nm和4nm制程。
三星指出,7nm將應用在網(wǎng)絡和汽車芯片領域,而非效能要求較高的GPU,這里可以看出,三星7nm技術還很難獲得NVIDIA和AMD的青睞,雖然領先臺積電導入了EUV技術,但與行業(yè)老大相比,其綜合工藝水平還是略遜一籌。
三星晶圓代工部門總裁鄭恩升表示,備受矚目的3nm制程,2020年將首度導入GAA工藝,這是三星力推的下一代晶體管架構,同時搭配EUV技術。
爭奪蘋果訂單
在過去多年中,三星半導體部門和臺積電一直在激烈爭搶蘋果公司A系列處理器的訂單,最近幾年,臺積電獲得的訂單越來越多,三星逐步被蘋果冷落。
為爭奪蘋果訂單,三星一直在努力,據(jù)悉,三星依靠先進工藝,希望在2019年從臺積電手中分得一杯羹,爭取奪回部分A系芯片的訂單。
蘋果的A系列訂單的價格相比而言會更高,所以收益就更大,如果三星可以獲得更多的蘋果芯片訂單,那么臺積電的營收就會下降,間接的就會影響臺積電的整體經(jīng)營,在芯片這個如此燒錢的領域,如果營收不保的話,是很難堅持下去的,而如果一直接不到頂級芯片的訂單,勢必也會影響自己的量產(chǎn)能力。
在2014年之前,蘋果與三星曾維持了多年的合作關系。由于當時臺積電在良率上未能趕超三星,從2007年喬布斯發(fā)布第一款iphone開始,蘋果的第一代、第二代和第三代都是向三星采購的ARM架構芯片,接下來的A4、A5、A6和A7也都是由三星代工。
2014年是三星、臺積電和蘋果A系列處理器代工關系的轉變期。當時,蘋果正在大力推行去三星化,一旦出現(xiàn)在技術、產(chǎn)能上可以與三星匹敵的供應商,蘋果會馬上放棄三星。另外,2014年臺積電不僅完成了產(chǎn)能提升,且在20nm制程上實現(xiàn)突破,良率也大幅提升。
反之,三星在那個時候則開始掉鏈子,在20nm上遲遲無法解決關鍵問題,良率不能滿足。這就導致接下來的A10、A11、乃至接下來的A12,三星都無法從臺積電口中搶回訂單。但從近期三星發(fā)力晶圓代工業(yè)務的架勢來看,是要與臺積電對抗到底了。
臺積電自2016年以來一直都是蘋果“A系列”處理器的獨家供應商,為iPhone 7提供A10 Fusion處理器,為iPhone 8和iPhone X提供A11 Bionic處理器。
三星的工藝對比臺積電究竟哪家好?按之前蘋果A9處理器的媒體普通報道來看,是臺積電勝出。知乎上有人認為這事那么簡單,做ASIC項目時,如果工藝不同,那就是一個全新的項目,設計上完全會不同,簡而言之mask是完全不一樣的。雖然不清楚蘋果是怎么做的,就能接觸到的一些公司而言,是絕對不會平行開發(fā)兩家foundry的相同產(chǎn)品,開發(fā)成本會double甚至更多,產(chǎn)品周期也會拉長。一般design house會先在臺積電流片量產(chǎn),后期降成本,會porting到UMC,SMIC這些foundry??紤]到三星的fin密度比臺積電高,很有可能蘋果是先設計臺積電工藝下的,然后再shrink到三星。真是如此的話,那三星代工A9比不過臺積電是很正常的。
今年臺積電仍是2018款iPhone所使用的A12處理器的獨家供應商,目前看來,2019款iPhone所使用的A13處理器也將繼續(xù)由臺積電獨家供貨,A13處理器預計將使用到使用7nm工藝+極紫外光刻工藝。
但是,三星并沒有放棄,希望2019年能從臺積電手中奪回部分A13處理器的代工訂單。
重金投資
FOPLP封裝技術
據(jù)悉,三星為搶回被臺積電通過集成型晶圓級扇出封裝(Integrated Fan-Out;InFO)綁定晶圓代工先進制程所流失的蘋果iPhone應用處理器訂單,旗下三星電機重金投資面板級扇出型封裝(Fan-Out Panel Level Packaging;FOPLP)技術,盡管目前三星尚未奪回蘋果AP大單,但近期三星電機已訂出新的先進封裝計劃,加上三星集團在存儲器、面板產(chǎn)業(yè)全方位的垂直模式,仍將是臺積電不可忽視的競爭對手。
據(jù)悉,臺積電仍將堅持使用晶圓級制程,包括進入量產(chǎn)的集成10nm邏輯芯片與存儲器的InFO-PoP,2018年底將通過驗證的集成型晶圓級扇出暨基板封裝(InFO_OS)、集成晶圓級扇出存儲器基板封裝(InFO_MS)等,將切入高效運算(HPC)、網(wǎng)通芯片應用市場。
盡管臺系封測廠商日月光、力成都高喊FOPLP商機,但三星仍是最敢投資研發(fā)FOPLP技術的廠商,且三星已量產(chǎn)可與InFO、CoWoS封裝分庭抗禮的FOPLP-PoP與I -Cube 2.5D先進封裝技術。
三星FOPLP最初是用來生產(chǎn)電源管理芯片,但進入2018年之后,已開始導入量產(chǎn)穿戴式裝置的AP芯片,供自家穿戴式裝置新品Galaxy Watch使用,預計2019年全面跨入異質集成、晶圓堆疊的3D SiP系統(tǒng)級封裝。
不過,F(xiàn)OPLP仍面臨不小的挑戰(zhàn),以目前FOPLP剛起步的狀況來看,經(jīng)濟規(guī)模將是技術普及的最大挑戰(zhàn),在初期良率還不夠好的狀態(tài)下,F(xiàn)OPLP產(chǎn)能要達到理想的成本優(yōu)勢,短期內(nèi)恐不易達成。
另外,F(xiàn)OPLP精細度要提升不容易,這也是三星先切入相對低階的穿戴式裝置AP,目前尚無法取得高階智能型手機等級的客戶訂單,面對未來高效運算需求,包括AP、人工智能芯片、GPU、ASIC或FPGA等高階芯片,恐無法使用現(xiàn)行的FOPLP設備量產(chǎn),況且FOPLP同樣有翹曲(warpage)等問題待解決。
FOPLP制程設備投資風險大,也是一大挑戰(zhàn),由于FOPLP無法沿用已有面板或晶圓制造設備,多數(shù)業(yè)者必須以新制程制作設備,機臺的成本相當高,若是用量不夠大,將無法支撐成本,投資回收將有相當難度。
降價20%搶單臺積電
有報道稱,三星為了跟臺積電搶單,已將代工價格下降了20%,以吸引高通、蘋果、NVIDIA及其他ASIC廠商的訂單,但考慮到其中的風險,這些廠商暫時還沒有回應。原因可能在于7nm極紫外光刻工藝的質量和合格率風險,臺積電就遇到了這樣的麻煩。臺積電可能要在生產(chǎn)5nm工藝芯片時才會全面整合EUV光刻工藝。
EUV技術對任何客戶都非常有吸引力,包括蘋果,其實三星對EUV 技術的各種風險也早有預期,因為三星最初僅計劃將EUV 技術重點服務于Galaxy S10 手機的Exynos 芯片。
高通是另一塊肥肉
除了蘋果以外,高通是三星與臺積電爭奪的另一大客戶。
在高通的新款驍龍855芯片代工權被臺積電搶走之后,今年年初,三星終于有了好消息,那就是高通7nm 5G移動芯片由三星代工。具體來講,是基于三星的7nm LPP工藝制造,該技術節(jié)點會引入EUV(極紫外光刻)。
為何高通7nm 5G芯片選擇由三星代工而不是臺積電呢?首先要說明的前提是臺積電7FF+和三星7LPP密度差距不大。其次,高通要拿三星S和note系的訂單。所謂7LPP的高通5G芯片,應該是2020年出來的高通865,明年的高通855會是臺積電的7FF。
三星官網(wǎng)稱,高通的5G芯片要用三星7PP。高通在2月發(fā)布的首款7nm芯片——驍龍X24 LTE調(diào)制解調(diào)器現(xiàn)已開始向客戶出樣,首批商用終端預計將于2018年底上市。不過,X24卻是來自臺積電的7FF工藝。
競爭弱項
在晶圓代工方面,三星存在著天生的弱項,由于該公司是巨無霸級別的IDM,幾乎什么都做,而一個什么都做的企業(yè),最大的敵人反而是自己。因為終端硬件的毛利,會不斷的下滑。反而是能自始至終專注在本業(yè)上的公司,可以成為產(chǎn)業(yè)中的領先者。特別是,中國的手機品牌崛起以后,三星近年成長的一大動能——手機的市占率不斷下滑。看看IBM、SONY、HTC,就能明白,終端硬體的市場沒有永遠的贏家。除非能像蘋果一樣,常常是新產(chǎn)品的先驅,才能把握住市場,營收不斷提高(蘋果的軟件和系統(tǒng)都有競爭優(yōu)勢)。
所以,一個什么都做的企業(yè),到最后必須去調(diào)整每個營收下滑部門的未來,是裁撤,還是縮減就好?是否要加深其他部門占營收的比例?轉型的下一步是射門?.. .等等的問題。但在專注本業(yè)的公司上,特別是幾乎沒有敵人的公司,很少會有上述的問題。
另外,客戶疑慮也是一個問題。以蘋果為例,該公司一直在猶豫:到底要分配多少訂單給臺積電和三星呢?如果全部交給三星,但三星又是最大的智能手機競爭對手,那么他們代工的芯片可靠嘛?值得信任嗎?這些都是問題。
市場變化
促進代工業(yè)務發(fā)展
去年,三星半導體業(yè)務一共獲得了685億美元的收入,其中80%來自于閃存和內(nèi)存芯片,其他收入來自于圖像傳感器、應用處理器和代工業(yè)務。
不過眾所周知的是,在歷史上,閃存和內(nèi)存是一個價格頻繁波動的產(chǎn)品,去年形勢大好并不意味著將來也會旱澇保收。在過去幾個月時間里,閃存芯片價格暴跌。另外,明年內(nèi)存市場也不容樂觀。
在這樣得行業(yè)背景下,三星需要做好備份計劃,即在存儲芯片市場低迷的情況下,通過芯片代工等業(yè)務獲取更多收入。
中國市場成為重點
三星已提出要用5年時間將其在全球芯片代工市場的份額提升至25%,而當前臺積電占有的市場份額高達60%,要想超越,難度極大。而作為具有巨大市場空間和發(fā)展?jié)摿Φ闹袊?,是三星今后要著重發(fā)展的版塊。
今年6月,在上海召開了“2018三星晶圓代工論壇(Samsung Foundry Forum 2018,SFF)”,這是該會議首次在中國舉辦,顯示出三星希望在中國市場獲得更多的芯片代工訂單,以提升其在全球芯片代工市場的份額。
在中國大陸,華為海思是最大的IC設計企業(yè),此前有傳聞稱三星有意以供應給華為優(yōu)質的中小尺寸OLED面板為條件,吸引華為海思將芯片訂單交給它,對于中國另一家芯片廠商比特大陸,三星也有意向爭取。
在過去很長一段時間,三星只接受高端芯片的代工,然而在中低端市場變得越來越龐大以后,三星也開始改變策略,擴大芯片代工范圍和領域,以爭取更多的市場份額。確保三星未來與臺積電相爭時具有足夠的競爭力。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛等新興領域的發(fā)展,在中國催生了眾多IC設計公司,這些創(chuàng)業(yè)企業(yè)的訂單更是芯片代工企業(yè)的目標客戶,三星自然不會放過。
今年年初,三星宣布開始對外提供成熟的8英寸晶圓代工技術服務,為中小型企業(yè)提供多項目晶圓服務(MPW)。這意味著,三星將不再只滿足于面向高通、蘋果等大型客戶的需求,而是開始進軍中小型企業(yè)代工市場。
在對外提供的MPW服務中,三星的8英寸工藝技術解決方案主要在eFlash、顯示器驅動IC、指紋傳感器、RF/IoT等領域,并且在成熟的180nm、130nm、90nm技術之外,還包括了65nm的eFlash,以及70nm的顯示器驅動IC的解決方案。
開放MPW業(yè)務,一方面可以解決其產(chǎn)能利用率不足的問題,另一方面,由于臺積電在高端芯片代工方面很強大,這讓三星短期內(nèi)難以完成其設定的占領代工市場25%的目標,因此三星另辟MPW蹊徑,轉戰(zhàn)8英寸成熟工藝市場。
“中國有著較大的8英寸市場,因此三星來中國拓展8英寸業(yè)務一點也不奇怪。在8英寸工藝領域,中國有很多設計公司,雖然不一定能夠幫助三星達到25%的市場份額,但是哪怕達到10%、11%,對于三星來說,也總比沒有強。”半導體業(yè)內(nèi)專家莫大康說。
然而,在中國,三星的8英寸MPW業(yè)務要面對中芯國際和華虹的競爭。另外,8英寸代工服務方面,不同工藝有不同的應用場合,而且不能只看工藝,也要看設計服務能力,中國8英寸可選擇的代工有很多,三星在這方面的挑戰(zhàn)不小。
張忠謀眼中的
三星晶圓代工
去年,在被問及主要競爭對手三星在技術、市場、規(guī)模、營運前景、產(chǎn)業(yè)地位時,臺積電創(chuàng)始人張忠謀表示,他在5年以前就已經(jīng)預測到未來三星將會是很強大的競爭對手,但老實說,在10年前可沒想到三星有一天會這么強。
張忠謀認為,三星的長處是非常有決心、非常有毅力,一旦決定要做什么事,最高層決定后,整個公司是拼命執(zhí)行,這是很了不起的一個組織,高層一旦決定下令,全體就會凝聚在一起把目標達成,三星已經(jīng)證明很多次了。
Foundry行業(yè)的企業(yè)文化是很重要的,F(xiàn)oundry是“服務”的企業(yè)文化,意思就是服務別的公司。張忠謀指出,因為有了在德州儀器工作的經(jīng)驗,他很清楚晶圓代工需要什么樣的企業(yè)文化,當創(chuàng)辦一個全新的公司(臺積電)時,可以重新塑造這個文化。這方面三星做的比英特爾好,這就是三星很特別的長處,上面一下指令,下面可以馬上凝聚起來,韓國人就是有這個本領,但這在美國沒有這么容易,臺灣地區(qū)也沒有!臺積電之所以可以,是因為一開始就塑造這樣的企業(yè)文化。
結語
按照三星晶圓代工業(yè)務的發(fā)展態(tài)勢,成為全球二哥是指日可待的,今年可能是因為業(yè)務拆分所致,未來,三星憑借率先采用7nm的EUV制程,明年有望拿下虛擬貨幣業(yè)者的ASIC訂單,并供貨給高通和蘋果,營收有望快速成長,其晶圓代工業(yè)務在2019和2020年將很有看頭。