三星電子和臺(tái)積電兩大芯片代工巨頭之間的火藥味已經(jīng)越來(lái)越濃了，這場(chǎng)持續(xù)近十年的拉鋸戰(zhàn)如烈火烹油般愈演愈烈。今年6月，拓墣產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布2019年Q2全球十大晶圓代工廠排行榜，數(shù)據(jù)顯示，在芯片代工市場(chǎng)整體下滑的局勢(shì)下，頭部玩家也不堪重壓，2019年第二季度10大廠商總營(yíng)收為153.6億美元，同比下降8%。
其中，臺(tái)積電以75.53億美元的營(yíng)收位居第一，市場(chǎng)份額高達(dá)49.2%，盤(pán)踞著芯片代工市場(chǎng)半壁江山，三星電子則以27.73億美元營(yíng)收緊隨其后，市場(chǎng)份額為18%。
雖然三星電子的市場(chǎng)份額離臺(tái)積電還有不少差距，但相比之下，縱觀分別憑13.36億美元和11.6億美元位列第三、第四的格芯與聯(lián)電，三星電子成為唯二份額破10%，且能與臺(tái)積電對(duì)臺(tái)較勁的玩家。
實(shí)際上，臺(tái)積電與三星電子之間的博弈相持已久，本來(lái)在制程工藝上還有英特爾這個(gè)不可小看的勁敵，但近年來(lái)它在制程競(jìng)賽上的表現(xiàn)并不積極，一派坐山觀虎斗之態(tài)，因此三星電子和臺(tái)積電之間的纏斗在業(yè)界顯得更加耀眼。
訂單爭(zhēng)奪賽中，前段時(shí)間三星電子吞下英偉達(dá)下一代GPU肥單，并有傳聞它也將高通驍龍865訂單收入囊中。而彭博社和Digitimes在今年5月陸續(xù)報(bào)道，臺(tái)積電憑借先進(jìn)的7nm EUV（N7+）制程，緊握蘋(píng)果A13處理器和華為海思的麒麟985訂單。
芯片制程大戰(zhàn)中，三星電子的7nm制程與臺(tái)積電相比雖面世較晚，但在今年8月7日，三星電子正式發(fā)布了全球首顆采用7nm EUV工藝制成的Exynos 9825芯片。臺(tái)積電則在今年5月宣布已開(kāi)始量產(chǎn)采用EUV光刻技術(shù)的N7+，并計(jì)劃在2020年量產(chǎn)3nm。如今，距戈登·摩爾提出的“摩爾定律”已過(guò)去了54年，關(guān)于“摩爾定律已死”的論調(diào)也已傳聲數(shù)年。
這次，芯潮將目光聚焦在臺(tái)積電和三星電子的十年拉鋸戰(zhàn)，通過(guò)深度調(diào)查，看清兩家芯片代工巨頭之間的對(duì)戰(zhàn)背后的芯片產(chǎn)業(yè)大局。在這個(gè)特殊的時(shí)間點(diǎn)，可以看到臺(tái)積電和三星電子的芯片代工戰(zhàn)已經(jīng)攪動(dòng)從芯片到5G、消費(fèi)電子多個(gè)產(chǎn)業(yè)，其手法和細(xì)節(jié)遠(yuǎn)比想象中復(fù)雜和精彩。
芯片代工搶單拉鋸戰(zhàn)
說(shuō)起臺(tái)積電和三星電子的芯片代工之戰(zhàn)，必然繞不開(kāi)雙方競(jìng)搶商業(yè)訂單的話題。其實(shí)早在2014年，雙方就已開(kāi)始在相互搶奪代工話語(yǔ)權(quán)。當(dāng)時(shí)，一路在制程工藝研發(fā)上不斷超速躍進(jìn)的臺(tái)積電，已然擁有了和三星電子對(duì)抗的實(shí)力，并順利用28nm工藝從后者手中搶獲了蘋(píng)果的iPhone A8訂單，三星電子只能抱著32nm制程遺憾退場(chǎng)。
轉(zhuǎn)眼到2015年，三星電子因其14nm芯片工藝的突飛猛進(jìn)，并開(kāi)出比臺(tái)積電更低的代工費(fèi)用，搶回高通、AMD和NVIDIA等不少大客戶訂單。然而，當(dāng)時(shí)全球手機(jī)市場(chǎng)正開(kāi)始略顯衰退之色，并在2016年出現(xiàn)頹勢(shì)，市場(chǎng)高端智能手機(jī)需求下滑，導(dǎo)致高端芯片的需求也隨之減少。但已經(jīng)在先前一波對(duì)抗中嘗到甜頭的三星電子并不滿足于此。
于是，它將目光重新放在了蘋(píng)果iPhone芯片這塊肥肉上。原本蘋(píng)果在2015年推出iPhone 6s時(shí)，其A9芯片的代工訂單是由臺(tái)積電和三星電子分食。
但別忘了，與臺(tái)積電只專(zhuān)注代工芯片制造不同，三星電子的整體業(yè)務(wù)十分廣泛，芯片代工只是其中的一小部分，更別說(shuō)它在移動(dòng)終端也有龐大的智能手機(jī)業(yè)務(wù)。這意味著，三星電子的芯片也自產(chǎn)自銷(xiāo)。
但是，一向不喜歡把雞蛋都放在一個(gè)籃子里的蘋(píng)果公司感到了危機(jī)。一方面，從2011年起，蘋(píng)果和三星電子就因?qū)＠麘?zhàn)陷入了長(zhǎng)達(dá)七年的官司泥沼，主要圍繞產(chǎn)品的實(shí)用和設(shè)計(jì)方面。雖然三星電子曾在2015年同意向蘋(píng)果賠付5.48億美元，但雙方并未真正和解，再次進(jìn)入上訴流程。另一方面，在2012年，三星電子的競(jìng)爭(zhēng)力不斷提升，不僅成為了蘋(píng)果iPad最大的屏幕供應(yīng)商之一，還壟斷了iPad的NAND閃存、DRAM內(nèi)存和其他核心配件，在一臺(tái)均價(jià)560美元的iPad供應(yīng)鏈中占據(jù)了36%的份額。
與此同時(shí)，當(dāng)時(shí)的臺(tái)積電與三星電子相比，前者不僅在芯片制程工藝、封裝工藝和出貨量上都更為成熟，成本也更低，自然成為了蘋(píng)果的優(yōu)選�；谶@不可避免的多元競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，蘋(píng)果和三星電子徹底分手，將三星電子芯片代工拒之門(mén)外。隨后，蘋(píng)果2016年iPhone 7/7 Plus的A10 Fusion芯片、2017年iPhone 8/X的A11 Bionic芯片，這些代工訂單基本由臺(tái)積電獨(dú)食，分別采用了16nm制程和10nm制程。
面對(duì)這筆得而復(fù)失的肥單，三星電子也不是沒(méi)有努力過(guò)。可三星電子未曾料到，2017年5月，臺(tái)積電宣布其7nm制程工藝成功試產(chǎn)，并將于2018年開(kāi)始量產(chǎn)，而當(dāng)時(shí)三星電子要完成7nm工藝的研發(fā)也得等到一年后了。
隨后6月，64歲的三星電子CEO權(quán)五鉉親自赴美拜訪蘋(píng)果高層，想要借雙方在OLED屏幕方面的合作關(guān)系，試圖在蘋(píng)果A12處理器的訂單上分一杯羹。
但事實(shí)證明，當(dāng)時(shí)臺(tái)積電的7nm制程工藝無(wú)論是在能效、功耗還是運(yùn)算速率上，均優(yōu)于三星電子。不僅是蘋(píng)果，就連華為海思、高通、英特爾和聯(lián)發(fā)科等都紛紛投入臺(tái)積電懷抱，三星電子搶單計(jì)劃流產(chǎn)。在7nm上吃了虧的三星電子，在2018年4月正式完成7nm制程的研發(fā)，隨后便在10月宣布了7nm EUV工藝的量產(chǎn)計(jì)劃。
起初，由于三星電子的7nm EUV工藝技術(shù)不夠成熟，一度未曾被市場(chǎng)認(rèn)可。直到今年，三星電子的這一尷尬境況才稍見(jiàn)好轉(zhuǎn)。三星電子憑借著7nm EUV工藝技術(shù)和低價(jià)搶單手段，先是在今年6月?lián)屜铝擞ミ_(dá)大單，負(fù)責(zé)生產(chǎn)英偉達(dá)計(jì)劃于明年推出的下一代GPU。
隨后又有產(chǎn)業(yè)鏈消息傳言，三星電子重新獲得高通驍龍865處理器訂單，并將在今年年底前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。另一方面，彭博社曾在今年5月報(bào)道稱(chēng)，臺(tái)積電將繼續(xù)獨(dú)食蘋(píng)果A13處理器，準(zhǔn)備進(jìn)行大規(guī)模量產(chǎn)，此外Digitimes也在5月透露，臺(tái)積電準(zhǔn)備在第三季度開(kāi)始量產(chǎn)華為麒麟985。雖然，這些都表明臺(tái)積電的手里還有幾張分量十足的底牌，但對(duì)三星電子來(lái)說(shuō)，今年可是它首次在7nm領(lǐng)域搶下臺(tái)積電的大客戶訂單。這也意味著，三星電子和臺(tái)積電的芯片代工搶單大戰(zhàn)再次打響。
三星電子擴(kuò)大代工業(yè)務(wù)，直追臺(tái)積電
實(shí)際上，曾經(jīng)三星電子的芯片代工業(yè)務(wù)一直“寄人籬下”，并不是一個(gè)獨(dú)立的部門(mén)。2017年之前，三星電子的半導(dǎo)體帝國(guó)主要運(yùn)營(yíng)著存儲(chǔ)芯片和非存儲(chǔ)芯片兩大部門(mén)。其中，后者又被稱(chēng)為S.LSI（System LSI），主要負(fù)責(zé)IC設(shè)計(jì)和Fab芯片代工，為其客戶和自家的智能手機(jī)生產(chǎn)芯片。
但在移動(dòng)終端廠商們看來(lái)，他們與三星電子之間存在的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，在三星電子的這種業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)下存在著較大的商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。因此，三星電子芯片代工業(yè)務(wù)的發(fā)展一直受到阻礙。
2016年，三星電子的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)營(yíng)收以401.04億美元位居世界第二，市場(chǎng)占有率達(dá)11.7%，僅次于英特爾。然而，三星電子的芯片代工部門(mén)在這一年的營(yíng)收僅為44億美元。為了進(jìn)一步擴(kuò)大自身的芯片代工業(yè)務(wù)，提高半導(dǎo)體市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，2017年5月，三星電子宣布將組建一個(gè)新的芯片代工業(yè)務(wù)部門(mén)，主要為高通和英偉達(dá)等客戶提供芯片代工服務(wù)，其中包括移動(dòng)處理器和其他非存儲(chǔ)芯片。
不僅如此，2018年初，三星電子相關(guān)負(fù)責(zé)人曾放出狠話，表示要在2018年底實(shí)現(xiàn)超越聯(lián)電和格芯，躍升芯片代工市場(chǎng)份額第二的目標(biāo)，并在未來(lái)直逼臺(tái)積電。那時(shí)，臺(tái)積電已在芯片代工領(lǐng)域馳騁多年。據(jù)拓墣產(chǎn)業(yè)研究院公布的數(shù)據(jù)顯示，2017年臺(tái)積電的營(yíng)收為320.4億美元，以55.9%的市場(chǎng)份額穩(wěn)坐第一。而當(dāng)時(shí)排名第四的三星電子，芯片代工業(yè)務(wù)的營(yíng)收為43.98億美元，市場(chǎng)占有率7.7%。有趣的是，在這十大代工廠中，只有三星電子是唯一的IDM（Integrated Design Manufacturing ，整合組件制造商）廠商，雖遠(yuǎn)不及臺(tái)積電，但也是全球最大的IDM代工廠。
那么三星電子在2018年是否達(dá)成了目標(biāo)呢？實(shí)際上，2018年上半年，三星電子的晶圓代工業(yè)務(wù)營(yíng)收為21.64億美元，同比降低2.2%，市場(chǎng)占有率為7.4%。反觀一哥臺(tái)積電，上半年?duì)I收163.08億美元，相當(dāng)于7個(gè)半三星電子，并瓜分著56.1%的市場(chǎng)占有率。
但市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)IC Insights統(tǒng)計(jì)，三星電子的芯片代工業(yè)務(wù)營(yíng)收在2018年將增長(zhǎng)至100億美元，以14%的市場(chǎng)占有率超越位列第二的格芯。同時(shí)，臺(tái)積電的營(yíng)收也將達(dá)到347.65億美元。值得注意的是，IC Insights的報(bào)告還指出，三星電子市場(chǎng)占有率的迅速提高主要得益于芯片代工部門(mén)的獨(dú)立，把其自產(chǎn)自銷(xiāo)的Exynos芯片歸在了芯片代工業(yè)務(wù)的營(yíng)收中。然而事實(shí)證明，三星電子不僅做到了，并且其營(yíng)收還勢(shì)如破竹般增長(zhǎng)，將格芯和聯(lián)電甩在了后頭。
截至今年6月，拓璞產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布2019年Q2全球前10大晶圓代工營(yíng)收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)下全球芯片代工需求仍在下滑，臺(tái)積電Q2營(yíng)收達(dá)75.53億美元，同比降低4%，市場(chǎng)占有率達(dá)49.2%。三星電子Q2營(yíng)收為27.73億美元，同比降低9%，市場(chǎng)占有率為18%，僅次于臺(tái)積電。而本季度的格芯、聯(lián)電以及中芯，其市場(chǎng)占有率均未達(dá)10%。
目前看來(lái)，臺(tái)積電在全球的芯片代工市場(chǎng)中，仍然無(wú)出其右，而三星電子則是一支最有機(jī)會(huì)在未來(lái)市場(chǎng)中挑戰(zhàn)臺(tái)積電的潛力股。但需要注意的是，今年第一季度中，臺(tái)積電和三星電子的市場(chǎng)占有率分別為48.1%和19.1%。如此看來(lái)，這兩季度以來(lái)，兩者之間的差距不僅沒(méi)有縮小，反而呈小幅拉大之勢(shì)。
7nm制程領(lǐng)域大戰(zhàn)激烈
如今，在全球芯片代工市場(chǎng)中，7nm制程技術(shù)是戰(zhàn)況最為激烈的一處戰(zhàn)場(chǎng)，也僅剩下臺(tái)積電和三星電子雙方對(duì)峙，上演了一場(chǎng)又一場(chǎng)“神仙打架”。率先在7nm領(lǐng)域取得優(yōu)勢(shì)的臺(tái)積電，在2018年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)后，憑這一技術(shù)陸續(xù)將蘋(píng)果A12、華為麒麟980和高通驍龍855大客戶訂單收入囊中。
今年6月，臺(tái)積電總裁魏哲家在上海技術(shù)論壇上表示，臺(tái)積電作為全球第一家大規(guī)模量產(chǎn)7nm工藝的晶圓代工產(chǎn)，目前市面上所有采用7nm制程工藝的芯片全都是由臺(tái)積電生產(chǎn)。據(jù)臺(tái)積電2019年第二季度數(shù)據(jù)顯示，該公司今年Q2營(yíng)收77.46億美元，其中7nm芯片的出貨量就占了芯片業(yè)務(wù)總營(yíng)收的21%，位列第二。第一則是16nm制程，占比23%。
誠(chéng)然，在7nm這一節(jié)點(diǎn)上落后的三星電子，幾乎就只能和自己玩。直到2018年，三星電子才正式完成7nm制程研發(fā)。但不甘心讓臺(tái)積電一家獨(dú)大的它，便隨后在10月宣布量產(chǎn)7nm EUV計(jì)劃，并將在2020年1月實(shí)現(xiàn)正式量產(chǎn)。
憑借這項(xiàng)7nm EUV技術(shù)，三星電子紛紛拉客，終于在今年搶回了英特爾的芯片大單。EUV（Extreme Ultraviolet Lithography）又稱(chēng)極紫外光刻，是一種采用13.5nm長(zhǎng)的極紫外光作為光源的光刻技術(shù)，對(duì)光照強(qiáng)度、能耗效率和精度等都有極高要求�，F(xiàn)在，大多數(shù)芯片生產(chǎn)使用的都是一種名為DUV（深紫外光刻）的技術(shù)，波長(zhǎng)193nm。
但隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，芯片晶體管的面積和密度越來(lái)越接近物理極限，DUV技術(shù)在制造芯片時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的衍射現(xiàn)象，難以推進(jìn)著制程工藝的進(jìn)步，因此EUV技術(shù)就成為突破這一瓶頸的關(guān)鍵。但目前，全球僅有荷蘭公司ASML掌握著高端光刻機(jī)的核心技術(shù)，設(shè)備的造價(jià)成本十分高昂，并且該公司在今年年初表示，2019年僅出貨30臺(tái)EUV設(shè)備，每臺(tái)售價(jià)超過(guò)1.2億美元，幾乎是DUV光刻機(jī)價(jià)格的2倍。這么看來(lái)，能夠搶到一臺(tái)EUV光刻機(jī)設(shè)備無(wú)疑是對(duì)芯片代工廠實(shí)力和財(cái)力的雙重考驗(yàn)。
去年，ASML公開(kāi)了EUV光刻機(jī)的預(yù)定情況，各大廠商共預(yù)定了21臺(tái)光刻機(jī)，其中臺(tái)積電占了10臺(tái)，三星則占了6臺(tái)。而這，也將成為它們?cè)?nm制程競(jìng)賽中拔得頭籌的關(guān)鍵。三星電子官方表示，其7nm EUV工藝相較于自己的10nm，不僅能將芯片面積減少約40%，還能提升50%能效，并和其他7nm工藝相比，能效也將提升10%。
緊接著在今年8月7日，三星電子公布了采用7nm EUV工藝的Exynos 9825芯片。官方稱(chēng)，該芯片性能將提升20%至30%，同時(shí)耗電量也將減少30%至50%。值得一提的是，三星電子推出的Exynos 9825也是全球首顆7nm EUV芯片。另一方面，早在今年5月，就有報(bào)道稱(chēng)臺(tái)積電已開(kāi)始量產(chǎn)7nm+ EUV，并由華為麒麟985先行，同時(shí)蘋(píng)果的A13芯片也瞄準(zhǔn)了這一技術(shù)。雖然雙方都并未官宣將采用臺(tái)積電的7nm+ EUV技術(shù)，但就目前來(lái)看，臺(tái)積電和三星電子在7nm EUV制程的對(duì)決上，三星電子確實(shí)以Exynos 9825占了先機(jī)。
7nm制程以下，搶先攻克物理極限
其實(shí)，在7nm以下的制程工藝方面，三星電子和臺(tái)積電也照樣打得火熱，但以口水戰(zhàn)為主的成分更大。今年6月，臺(tái)積電正式官宣6nm工藝，其采用EUV技術(shù)，晶體管密度相比7nm提升了18％。同時(shí)，該工藝預(yù)計(jì)在2020年第1季度進(jìn)入試產(chǎn)階段。在5nm制程方面，2018年6月，臺(tái)積電宣布將投資250億美元研發(fā)5nm工藝，并在今年3月進(jìn)入了風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)階段，預(yù)計(jì)將在明年2月實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
此外，臺(tái)積電也早把3nm工藝的研發(fā)提上日程。今年7月，官方表示3nm制程正處于早期研發(fā)階段，其尺寸將比前一代縮小30%，預(yù)計(jì)將在2020年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。甚至在2nm工藝節(jié)點(diǎn)上，臺(tái)積電同樣布下了局。今年6月，臺(tái)積電宣布正式啟動(dòng)2nm工藝研發(fā)，預(yù)計(jì)將于2024年投產(chǎn)。三星電子也不甘落后，它在前段時(shí)間公布了最新的芯片代工計(jì)劃路線圖，其6nm、5nm和4nm工藝也將接踵而至。
路線圖顯示，三星電子首先計(jì)劃將在今年下半年量產(chǎn)6nm LPP（6nm Low Power Plus），該工藝作為三星電子7nm LPP的加強(qiáng)版，其晶體管密度也將提升10%，并實(shí)現(xiàn)更低功耗。其次，5nm LPE（5nm Low Power Early）將在今年內(nèi)完成流片，并于明年上半年投入量產(chǎn)。5LPE不管是在性能、功耗還是核心面積上都將得到一定的提升。同時(shí)，4nm LPE（4nm Low Power Early）將會(huì)在今年內(nèi)完成設(shè)計(jì)，并將在2020年實(shí)現(xiàn)首次流片，2021年投入量產(chǎn)。三星電子表示，這三項(xiàng)工藝技術(shù)，實(shí)際上是在其7LPP工藝的基礎(chǔ)上不斷推進(jìn)得來(lái)的。同樣，三星電子也將其工藝研發(fā)的觸手伸向了3nm節(jié)點(diǎn)。此前2018年12月，三星電子曾表示其3nm工藝已完成性能驗(yàn)證，將在2020年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。
結(jié)語(yǔ)：兩大芯片代工巨頭迎來(lái)新競(jìng)賽浪潮
如今，三星電子和臺(tái)積電在芯片代工領(lǐng)域仍在持續(xù)火拼。一方面，三星電子雖然在過(guò)去幾年與大客戶訂單失之交臂，但今年憑7nm EUV工藝強(qiáng)勢(shì)搶單英偉達(dá)后，也意味著其向臺(tái)積電重新宣戰(zhàn)。另一方面，臺(tái)積電一直以來(lái)坐擁著芯片代工市場(chǎng)的半壁江山。
三星電子自重新調(diào)整其半導(dǎo)體業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)后，一路突破重圍，其市場(chǎng)份額也從全球第四斬殺到僅次于臺(tái)積電的地位。在芯片制程領(lǐng)域，7nm及以下領(lǐng)域雖僅剩臺(tái)積電和三星電子對(duì)打，但雙方在制程上的不斷研發(fā)和力爭(zhēng)量產(chǎn)，也將是一場(chǎng)漫長(zhǎng)而激烈的搶食戰(zhàn)。與此同時(shí)，這也是純芯片代工巨頭和全產(chǎn)業(yè)鏈電子巨頭之間的一場(chǎng)對(duì)決。臺(tái)積電作為芯片代工模式的首創(chuàng)者，自1987年創(chuàng)立以來(lái)，經(jīng)過(guò)了32年的發(fā)展，已然成為全球最大的芯片代工企業(yè)。
而三星電子想要將公司業(yè)務(wù)布局全產(chǎn)業(yè)鏈的野心也日益明顯，一邊忙著推進(jìn)其智能手機(jī)等移動(dòng)終端的業(yè)務(wù)發(fā)展，一邊也不忘提高自身在半導(dǎo)體領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。雖然，今年全球政治和經(jīng)濟(jì)的摩擦影響了芯片代工市場(chǎng)的需求，各大芯片代工廠商營(yíng)收同比均成下滑之勢(shì)，但整體芯片市場(chǎng)隨著芯片AI化和云端AI芯片的創(chuàng)新，其發(fā)展勢(shì)頭仍較可觀。
芯片代工領(lǐng)域的頭部玩家格局亦未定型，各方玩家還在不停廝殺。特別是韓國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也正面臨著危急關(guān)頭，以三星電子為首的韓系玩家不甘落后，它們既不想繼續(xù)受到日本在半導(dǎo)體原材料方面的限制，同時(shí)三星電子作為全產(chǎn)業(yè)鏈的電子巨頭，也不想輸給代工廠。無(wú)論是芯片代工一哥臺(tái)積電，還是全產(chǎn)業(yè)鏈電子巨頭三星電子，它們都希望在芯片制程技術(shù)的研發(fā)和量產(chǎn)落地中先奪優(yōu)勢(shì)，并順勢(shì)而上進(jìn)一步刮分市場(chǎng)。
