[原创] 三星如何晋升为晶圆代工二哥？

2018-11-01 14:00:07 来源: 半导体行业观察

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近些年，作为巨无霸级别的IDM，三星一直觉得其晶圆代工业务水平还不够好，视行业霸主台积电为“眼中钉”，并通过大力投资、挖人等措施，不断完善其晶圆代工技术能力和客户认可度。

2017年，就传出三星发下豪言要超越格芯(GlobalFoundries)和联电，晋升为全球晶圆代工二哥，未来还要挤下台积电，跃居市场霸主。

显然，这一目标在2017年并没有实现，然而，这一愿望在2018年有望成为现实，

今年年初，在韩国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”。

目标很是远大！

据悉，2017年，三星晶圆代工部门的营收为46亿美元、市占率为6%，是全球第四大晶圆代工厂，落后台积电、GlobalFoundries、联电。据IC Insights报告预估，今年三星晶圆代工的营收将增至100亿美元，市占将升至14%，将跻身市场二哥位置。

根据IC Insights统计，2018年，在全球的纯晶圆代工厂当中，台积电将实现347.65亿美元的营收，而排在第二位的GlobalFoundries营收为66.4亿美元，而今年三星晶圆代工的营收有望增至100亿美元，这样就超过了GlobalFoundries，排在台积电之后，位列第二。

不过，报告同时指出，三星市占提高，主要是拆分晶圆代工部门的效应，并非业绩真有大幅成长。由于三星的晶圆代工部门自立门户，不再隶属于系统LSI业务，因此，生产三星自家的Exynos手机芯片，算在三星的晶圆代工营收当中，市占率因此猛增。

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。

目前，三星晶圆代工共有三个厂区，分别是韩国器兴（Giheung）的S1厂、美国德州奥斯汀的S2厂，以及韩国华城（Hwaseong）的S3厂。当中S3预计今年底启用，将生产7nm、8nm、10nm制程芯片。

今年2月，三星宣布投资60亿美元，在首尔郊外新建半导体厂房。计划扩大晶圆代工业务。此举除了与台积电竞争外，还有应对半导体行情波动的目的。

据悉，新工厂将于2019年下半年完工，2020年正式投产。将投产7nm及以下制程。

按照三星的计划和时间表，明年导入全版极紫外光（EUV）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。三星计划在2018 下半年先行量产7nm制程，6nm与5nm制程随后也将于2019 年上阵，可提供三星客户更多选择。

要有所改变

为了能够专注于晶圆代工业务，2017年5月，三星宣布将该业务部门独立出来，成为一家纯晶圆代工企业，并计划在未来5年内取得芯片代工市场25%的份额。

此外，今年5月，三星为其芯片代工业务设立了研发中心，表明了该公司推动这一业务深入发展的决心。

据知情人士透露，为增强芯片代工业务能力，三星在其设备解决方案部门（负责监管该公司的关键芯片业务）下设立了研发中心。研发中心将纳入三星在设备解决部门的八个现有研究机构，包括内存、系统大规模集成电路、半导体、封装、LED、生产技术、软件和显示中心。

三星做出了各种各样的努力，以进一步深入芯片代工业务，今年早些时候还启动了三星先进的代工生态系统项目，来满足芯片代工业务相关客户的需求。一名行业观察人士表示：它通过加强与包括高通在内的主要客户的联系来促进增长。

格芯、联电退出

先进制程带来机遇

不久前，联电宣布不再投入14nm FinFET以下先进制程工艺结点技术的研发，将主要精力放在特色工艺技术和优化客户服务水平上。这样做，一方面是可以避开与台积电硬碰硬式的竞争，影响资金利用效率，另外，这使其在稳健的发展策略和道路上又迈进了一步。

无独有偶，在评估投资风险及客户规模后，格芯不久前也宣布，放弃12nm以下（不包括12nm）先进制程技术的研发，将精力放在特色工艺技术研发，特别是SOI工艺技术上来。

这样，行业只剩下台积电、英特尔和三星能继续在7nm及更先进制程上竞争。三星在7nm全球首先导入了EUV技术，预计2018年下半年投产，2019年将进一步推出7nm优化版，即5nm和4nm制程。

三星指出，7nm将应用在网络和汽车芯片领域，而非效能要求较高的GPU，这里可以看出，三星7nm技术还很难获得NVIDIA和AMD的青睐，虽然领先台积电导入了EUV技术，但与行业老大相比，其综合工艺水平还是略逊一筹。

三星晶圆代工部门总裁郑恩升表示，备受瞩目的3nm制程，2020年将首度导入GAA工艺，这是三星力推的下一代晶体管架构，同时搭配EUV技术。

争夺苹果订单

在过去多年中，三星半导体部门和台积电一直在激烈争抢苹果公司A系列处理器的订单，最近几年，台积电获得的订单越来越多，三星逐步被苹果冷落。

为争夺苹果订单，三星一直在努力，据悉，三星依靠先进工艺，希望在2019年从台积电手中分得一杯羹，争取夺回部分A系芯片的订单。

苹果的A系列订单的价格相比而言会更高，所以收益就更大，如果三星可以获得更多的苹果芯片订单，那么台积电的营收就会下降，间接的就会影响台积电的整体经营，在芯片这个如此烧钱的领域，如果营收不保的话，是很难坚持下去的，而如果一直接不到顶级芯片的订单，势必也会影响自己的量产能力。

在2014年之前，苹果与三星曾维持了多年的合作关系。由于当时台积电在良率上未能赶超三星，从2007年乔布斯发布第一款iphone 开始，苹果的第一代、第二代和第三代都是向三星采购的ARM架构芯片，接下来的A4、A5、A6和A7也都是由三星代工。

2014年是三星、台积电和苹果A系列处理器代工关系的转变期。当时，苹果正在大力推行去三星化，一旦出现在技术、产能上可以与三星匹敌的供应商，苹果会马上放弃三星。另外，2014年台积电不仅完成了产能提升，且在20nm制程上实现突破，良率也大幅提升。

反之，三星在那个时候则开始掉链子，在20nm上迟迟无法解决关键问题，良率不能满足。这就导致接下来的A10、A11、乃至接下来的A12，三星都无法从台积电口中抢回订单。但从近期三星发力晶圆代工业务的架势来看，是要与台积电对抗到底了。

台积电自2016年以来一直都是苹果“A系列”处理器的独家供应商，为iPhone 7提供A10 Fusion处理器，为iPhone 8和iPhone X提供A11 Bionic处理器。

三星的工艺对比台积电究竟哪家好？按之前苹果A9处理器的媒体普通报道来看，是台积电胜出。知乎上有人认为这事那么简单，做ASIC项目时，如果工艺不同，那就是一个全新的项目，设计上完全会不同，简而言之mask是完全不一样的。虽然不清楚苹果是怎么做的,就能接触到的一些公司而言，是绝对不会平行开发两家foundry的相同产品，开发成本会double甚至更多，产品周期也会拉长。一般design house会先在台积电流片量产，后期降成本，会porting到UMC，SMIC这些foundry。考虑到三星的fin密度比台积电高，很有可能苹果是先设计台积电工艺下的，然后再shrink到三星。真是如此的话，那三星代工A9比不过台积电是很正常的。

今年台积电仍是2018款iPhone所使用的A12处理器的独家供应商，目前看来，2019款iPhone所使用的A13处理器也将继续由台积电独家供货，A13处理器预计将使用到使用7nm工艺+极紫外光刻工艺。

但是，三星并没有放弃，希望2019年能从台积电手中夺回部分A13处理器的代工订单。

重金投资

FOPLP封装技术

据悉，三星为抢回被台积电通过集成型晶圆级扇出封装(Integrated Fan-Out；InFO)绑定晶圆代工先进制程所流失的苹果iPhone应用处理器订单，旗下三星电机重金投资面板级扇出型封装(Fan-Out Panel Level Packaging；FOPLP)技术，尽管目前三星尚未夺回苹果AP大单，但近期三星电机已订出新的先进封装计划，加上三星集团在存储器、面板产业全方位的垂直模式，仍将是台积电不可忽视的竞争对手。

据悉，台积电仍将坚持使用晶圆级制程，包括进入量产的集成10nm逻辑芯片与存储器的InFO-PoP，2018年底将通过验证的集成型晶圆级扇出暨基板封装(InFO_OS)、集成晶圆级扇出存储器基板封装(InFO_MS)等，将切入高效运算(HPC)、网通芯片应用市场。

尽管台系封测厂商日月光、力成都高喊FOPLP商机，但三星仍是最敢投资研发FOPLP技术的厂商，且三星已量产可与InFO、CoWoS封装分庭抗礼的FOPLP-PoP与I -Cube 2.5D先进封装技术。

三星FOPLP最初是用来生产电源管理芯片，但进入2018年之后，已开始导入量产穿戴式装置的AP芯片，供自家穿戴式装置新品Galaxy Watch使用，预计2019年全面跨入异质集成、晶圆堆叠的3D SiP系统级封装。

不过，FOPLP仍面临不小的挑战，以目前FOPLP刚起步的状况来看，经济规模将是技术普及的最大挑战，在初期良率还不够好的状态下，FOPLP产能要达到理想的成本优势，短期内恐不易达成。

另外，FOPLP精细度要提升不容易，这也是三星先切入相对低阶的穿戴式装置AP，目前尚无法取得高阶智能型手机等级的客户订单，面对未来高效运算需求，包括AP、人工智能芯片、GPU、ASIC或FPGA等高阶芯片，恐无法使用现行的FOPLP设备量产，况且FOPLP同样有翘曲(warpage)等问题待解决。

FOPLP制程设备投资风险大，也是一大挑战，由于FOPLP无法沿用已有面板或晶圆制造设备，多数业者必须以新制程制作设备，机台的成本相当高，若是用量不够大，将无法支撑成本，投资回收将有相当难度。

降价20%抢单台积电

有报道称，三星为了跟台积电抢单，已将代工价格下降了20%，以吸引高通、苹果、NVIDIA及其他ASIC厂商的订单，但考虑到其中的风险，这些厂商暂时还没有回应。原因可能在于7nm极紫外光刻工艺的质量和合格率风险，台积电就遇到了这样的麻烦。台积电可能要在生产5nm工艺芯片时才会全面整合EUV光刻工艺。

EUV技术对任何客户都非常有吸引力，包括苹果，其实三星对 EUV 技术的各种风险也早有预期，因为三星最初仅计划将 EUV 技术重点服务于 Galaxy S10 手机的 Exynos 芯片。

高通是另一块肥肉

除了苹果以外，高通是三星与台积电争夺的另一大客户。

在高通的新款骁龙855芯片代工权被台积电抢走之后，今年年初，三星终于有了好消息，那就是高通7nm 5G移动芯片由三星代工。具体来讲，是基于三星的7nm LPP工艺制造，该技术节点会引入EUV（极紫外光刻）。

为何高通7nm 5G芯片选择由三星代工而不是台积电呢？首先要说明的前提是台积电7FF+和三星7LPP密度差距不大。其次，高通要拿三星S和note系的订单。所谓7LPP的高通5G芯片，应该是2020年出来的高通865，明年的高通855会是台积电的7FF。

三星官网称，高通的5G芯片要用三星7PP。高通在2月发布的首款7nm芯片——骁龙X24 LTE调制解调器现已开始向客户出样，首批商用终端预计将于2018年底上市。不过，X24却是来自台积电的7FF工艺。

竞争弱项

在晶圆代工方面，三星存在着天生的弱项，由于该公司是巨无霸级别的IDM，几乎什么都做，而一个什么都做的企业，最大的敌人反而是自己。因为终端硬件的毛利，会不断的下滑。反而是能自始至终专注在本业上的公司，可以成为产业中的领先者。特别是，中国的手机品牌崛起以后，三星近年成长的一大动能——手机的市占率不断下滑。看看IBM、SONY、HTC，就能明白，终端硬体的市场没有永远的赢家。除非能像苹果一样，常常是新产品的先驱，才能把握住市场，营收不断提高（苹果的软件和系统都有竞争优势）。

所以，一个什么都做的企业，到最后必须去调整每个营收下滑部门的未来，是裁撤，还是缩减就好?是否要加深其他部门占营收的比例?转型的下一步是射门?.. .等等的问题。但在专注本业的公司上，特别是几乎没有敌人的公司，很少会有上述的问题。

另外，客户疑虑也是一个问题。以苹果为例，该公司一直在犹豫：到底要分配多少订单给台积电和三星呢？如果全部交给三星，但三星又是最大的智能手机竞争对手，那么他们代工的芯片可靠嘛？值得信任吗？这些都是问题。

市场变化

促进代工业务发展

去年，三星半导体业务一共获得了685亿美元的收入，其中80%来自于闪存和内存芯片，其他收入来自于图像传感器、应用处理器和代工业务。

不过众所周知的是，在历史上，闪存和内存是一个价格频繁波动的产品，去年形势大好并不意味着将来也会旱涝保收。在过去几个月时间里，闪存芯片价格暴跌。另外，明年内存市场也不容乐观。

在这样得行业背景下，三星需要做好备份计划，即在存储芯片市场低迷的情况下，通过芯片代工等业务获取更多收入。

中国市场成为重点

三星已提出要用5年时间将其在全球芯片代工市场的份额提升至25%，而当前台积电占有的市场份额高达60%，要想超越，难度极大。而作为具有巨大市场空间和发展潜力的中国，是三星今后要着重发展的版块。

今年6月，在上海召开了“2018三星晶圆代工论坛(Samsung Foundry Forum 2018，SFF)”，这是该会议首次在中国举办，显示出三星希望在中国市场获得更多的芯片代工订单，以提升其在全球芯片代工市场的份额。

在中国大陆，华为海思是最大的IC设计企业，此前有传闻称三星有意以供应给华为优质的中小尺寸OLED面板为条件，吸引华为海思将芯片订单交给它，对于中国另一家芯片厂商比特大陆，三星也有意向争取。

在过去很长一段时间，三星只接受高端芯片的代工，然而在中低端市场变得越来越庞大以后，三星也开始改变策略，扩大芯片代工范围和领域，以争取更多的市场份额。确保三星未来与台积电相争时具有足够的竞争力。

随着物联网、自动驾驶等新兴领域的发展，在中国催生了众多IC设计公司，这些创业企业的订单更是芯片代工企业的目标客户，三星自然不会放过。

今年年初，三星宣布开始对外提供成熟的8英寸晶圆代工技术服务，为中小型企业提供多项目晶圆服务（MPW）。这意味着，三星将不再只满足于面向高通、苹果等大型客户的需求，而是开始进军中小型企业代工市场。

在对外提供的MPW服务中，三星的8英寸工艺技术解决方案主要在eFlash、显示器驱动IC、指纹传感器、RF/IoT等领域，并且在成熟的180nm、130nm、90nm技术之外，还包括了65nm的eFlash，以及70nm的显示器驱动IC的解决方案。

开放MPW业务，一方面可以解决其产能利用率不足的问题，另一方面，由于台积电在高端芯片代工方面很强大，这让三星短期内难以完成其设定的占领代工市场25%的目标，因此三星另辟MPW蹊径，转战8英寸成熟工艺市场。

“中国有着较大的8英寸市场，因此三星来中国拓展8英寸业务一点也不奇怪。在8英寸工艺领域，中国有很多设计公司，虽然不一定能够帮助三星达到25%的市场份额，但是哪怕达到10%、11%，对于三星来说，也总比没有强。”半导体业内专家莫大康说。

然而，在中国，三星的8英寸MPW业务要面对中芯国际和华虹的竞争。另外，8英寸代工服务方面，不同工艺有不同的应用场合，而且不能只看工艺，也要看设计服务能力，中国8英寸可选择的代工有很多，三星在这方面的挑战不小。

张忠谋眼中的

三星晶圆代工

去年，在被问及主要竞争对手三星在技术、市场、规模、营运前景、产业地位时，台积电创始人张忠谋表示，他在5年以前就已经预测到未来三星将会是很强大的竞争对手，但老实说，在10年前可没想到三星有一天会这么强。

张忠谋认为，三星的长处是非常有决心、非常有毅力，一旦决定要做什么事，最高层决定后，整个公司是拼命执行，这是很了不起的一个组织，高层一旦决定下令，全体就会凝聚在一起把目标达成，三星已经证明很多次了。

Foundry行业的企业文化是很重要的，Foundry是“服务”的企业文化，意思就是服务别的公司。张忠谋指出，因为有了在德州仪器工作的经验，他很清楚晶圆代工需要什么样的企业文化，当创办一个全新的公司(台积电)时，可以重新塑造这个文化。这方面三星做的比英特尔好，这就是三星很特别的长处，上面一下指令，下面可以马上凝聚起来，韩国人就是有这个本领，但这在美国没有这么容易，台湾地区也没有！台积电之所以可以，是因为一开始就塑造这样的企业文化。