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加码Foundry、抗衡TSMC,三星致力成为存储和逻辑芯片双料冠军

编辑:Lexi 发布:2019-06-17 11:11

在强周期的风向下,存储芯片在周期性波动中成长,其价格也呈现出大起大落的常态。回顾下历史,以DRAM为例,自2000年以来已经经历了4轮衰退,2000-2003年价格下跌94%,2008-2009年价格下跌87%,2011-2012年价格下跌69%,2015-2016年价格下跌38%。此次,DRAM和NAND Flash价格从2018年开启新一轮的下跌,DRAM价格跌幅超乎预期,同时据中国闪存市场ChinaFlashMarket报价,从2018年初到目前为止消费类NAND Flash价格指数累积跌幅也接近75.5%。

在2019年一季度占据NAND Flash市场31.1%和DRAM市场43.5%、作为绝对龙头的三星,在存储遭遇逆风的情况下又会做出什么样的选择呢?

一、三星的选择

2019年一季度,三星半导体贡献总营收的28%,贡献总营业利润的66%,虽然一季度集团总体营收净利润均同比大幅下滑,但半导体依然是集团的支柱业务部门。三星半导体包括Memory部门,S.LSI部门(设计)和晶圆代工(Foundry)部门。三星在2005年推出晶圆代工业务,为了缓解部分与三星存在竞争关系的潜在客户的担忧,2017年将晶圆代工剥离为独立部门。


Source:Samsung,ChinaFlashMarket

今年4月,三星计划到2030年共投资133兆韩元(约1200亿美元),加强系统LSI和晶圆代工业务方面的竞争力,其中55%投入到技术研发,45%投入到晶圆制造,旨在2030年成为存储领域和逻辑芯片领域的全球领导者。半导体投资计划公布不久,在5月份的Samsung Foundry Forum中,三星也发布了最先进的GAA 3nm工艺设计。

韩国政府积极支持这项投资计划,目标是发展韩国国内半导体产业,减少对存储芯片业务的严重依赖。根据Gartner数据,2018年全球非存储半导体市场价值3646亿美元,是整体半导体市场的65%,也是存储市场的两倍多。

国际半导体协会SEMI下调全球晶圆厂设备支出预估,由此前预估的下滑14%进一步扩大为下滑19%至484亿美元。其中虽然存储器产业支出将下降45%,占今年降幅的绝大部分,SEMI仍预估有两个产业的投资可望逆势成长,首先,晶圆代工产业相关的投资在先进制程与产能带动下,预计将成长29%;另外,微处理器芯片(micro)产业在10nm制程微处理器(MPU)出货带动下,预计将成长超过40%。

三星致力成为存储芯片和逻辑芯片的全球领导者,在研发和晶圆代工业务上加码,加速扩大逻辑芯片实力,以应对下滑周期,在低谷加强竞争优势、巩固护城河。

二、三星与台积电

三星作为存储王者,在晶圆代工的市场却要面对台积电(TSMC)这座高山。随着格芯(GlobalFoundries)和联电(UMC)的退出,中芯国际还在14nm努力,英特尔制程的一再延后,7nm及以下的先进制程中只剩下三星和台积电两强争霸。


 Source:Samsung


Source:Samsung

1、竞争激烈

【16nm/14nm】三星和台积电各自都拥有稳定的订单。

【7nm】台积电率先推出提前量产,三星处于落后地位于2019年完成7nm EUV量产。

【5nm】今年4月3日台积电宣布已完成5nm架构设计,最快于年内推出第一颗5nm芯 片设计定案,预计明年底前进入量产。三星4月16日发文宣布已完成5nm FinFET的开发,已准备好为用户提供样品。

【3nm】台积电在第一季财报电话会议中表示,3nm技术已经进入全面开发的阶段。随后三星在5月份的Samsung Foundry Forum中,发布了GAA 3nm工艺设计。

注:手机SoC芯片领域的晶圆代工业务一直是兵家必争之地。
来源:中国闪存市场整理

谁能在先进制程进度的追击战中胜利也意味着谁能快速争取到更多的客户资源。此前韩媒称,和三星短暂分手后,高通又与三星合作将生产下一代移动处理器骁龙865,采用7nmEUV工艺,同时预计三星还争取到Nvidia、IBM、AMD等客户。

2、实力对比

那么,三星与台积电先进制程的实力对比如何?

Note:CPP in standard cells,companies may report lower values
Source:Semiwiki Scotten Jones

根据Semiwiki上资料整理发现,尽管使用了EUV以及拥有更小的M2P,但三星7LPP工艺的密度是要低于台积电的。三星和台积电都将于今年开始接受5nm的订单试产,明年量产。在5nm工艺制程表现上似乎也是台积电更胜一筹。但实际晶圆生产过程还会受到很多其他因素的影响。

3、先进制程Roadmap


Source:Samsung

在今年的Samsung Foundry Forum上,三星宣布四种FinFET工艺,涵盖了7nm到4nm,并表示今年将完成6nm的批量生产,并完成4nm的开发,明年量产5nm。再往后则是基于GAA的3nm工艺了,通过使用全新的晶体管结构可使性能提升35%、功耗降低50%且所占面积更小,GAA工艺节点有望在5G时代中被广泛使用。

三、总结

尽管在某些方面,三星Foundry仍然“非常年轻”,但其专注于执行现有的流程路线图,试图在FinFET之外的下一代GAA中实现技术飞跃。虽然从晶圆代工的业务规模上来说台积电仍然是第一,不过这也给了三星足够的增长空间,在强大资金实力和存储领域累积的优势的支持下,三星在7nm以下先进制程的研发中与台积电展开激烈竞逐。那么,已经是存储芯片领导者的三星,能否如其宣言般也成为逻辑芯片的全球领导者,让我们拭目以待!

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