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全球芯片竞争下,三星半导体如何破“芯”局 | 钛度专访

原标题:全球芯片竞争下,三星半导体如何破“芯”局 | 钛度专访

三星电子副会长李在镕出席8月韩国器兴新的半导体研发中心破土动工仪式(来源:三星电子官网)

钛媒体注:9月21日下午,三星集团、三星电子副会长李在镕会见媒体时表示,软银集团CEO孙正义将于下月访问首尔,预计双方会在英国半导体设计公司Arm方面形成战略性同盟(Strategic Alliance),也可能会讨论并购Arm等事项,如果参与收购Arm,有望成为今年芯片产业最大的并购案。这一消息引发整个半导体行业热议。

过去43年,三星电子持续发力半导体技术创新,在先进代工方面,如今已经成为与台积电抗衡的一股新力量。

钛媒体App通过独家深入采访三星电子的半导体事业暨设备解决方案部门,试图探寻5年向中国投资200多亿美元,同时还宣布斥资2000亿美元在美国新建11家芯片厂,三星电子这家公司如何在中美芯片竞争下寻找平衡、双赢以及“共同点”。

2022年9月7日,距离韩国首尔70多公里的京畿道最南端,三星电子(005930.KS) 正式启动了世界最大规模的半导体生产基地——平泽园区3号线 (P3)设施,这里生产着14nm DRAM和超高容量V NAND芯片、5nm以下最先进工艺的半导体产品。

同日,媒体记者们还首次看到5年前启动的三星平泽1号生产线内部情况。

进入园区,装有芯片的自动运输设备(OHT)以每分钟300米的速度在头顶不停地移动,从材料投入到清洗、蒸镀等,所有工程都是100%自动化的。

三星电子DS(半导体事业暨设备解决方案)事业部负责人庆桂显(Kye Hyun Kyung)7日接受媒体采访时表示,通过大规模投资先进技术及运营P3设施,将进一步巩固三星在Nand Flash市场的主导地位,意义重大。

实际上,作为韩国市值第一、全球唯二具备3nm芯片制造能力的科技巨头,三星电子近期在芯片半导体领域动作频频。

此前7月,三星电子宣布基于GAAFET(全环绕栅极晶体管)技术的3nm芯片实现量产,用于高性能计算、移动SoC等领域;8月19日,三星电子副会长李在镕(Jay Y. Lee)出席在韩国器兴园区的次世代半导体研发中心破土动工仪式。三星电子计划到2028年将投资约20万亿韩元,用于建设尖端半导体研发园区。

三星电子正以迅猛速度,全面发力先进制程的芯片半导体。而目前,该公司已成为全球存储芯片领域、全球半导体产品销售领域毋庸置疑的 No.1。

回顾过去84年,三星集团从一家以农食品销售为核心的“三星商会”,逐步成长为涵盖电子、生物医药、物产等16家上市子公司的万亿级行业巨头,产品深入到韩国人的日常生活当中。

然而,经历半个多世纪的三星,穿越多个产业周期,仍面临诸多挑战。包括1997年和2008年两次金融危机,先进芯片半导体技术瓶颈,当下的新冠疫情、高通胀加息压力以及消费级芯片销量下滑等。正如庆桂显所讲,“世界变化如此之快。”

最终,三星都挺到了今天,大规模投入技术研发,持续实现科技创新:三星通过变革性的想法和技术激发世界,创造未来

接下来,三星电子将把更多资金投入到芯片半导体领域,其中包括晶圆代工业务。根据2019年公布的“半导体愿景2030”发展蓝图,三星电子计划十年内投资共计133兆韩元(约合1157亿美元),誓言到2030年成为系统半导体产业领头羊,即全球第一大非记忆半导体公司。

对于中国市场,三星一直是重要的参与者。

三星DS部门对钛媒体App独家透露,作为最早进入中国的海外企业,截至2021年,三星累计在华投资超500亿美元,其中,近5年的新增投资就达200多亿美元,80%集中在半导体、新能源动力电池等高新技术产业。即使在新冠疫情期间,三星在中国依然保持着每年四、五十亿美元的稳定投资。

十年前,三星半导体入驻陕西西安,建立全球重要的半导体生产基地,也是陕西最大的外商投资项目。三星西安厂产能目前已占到世界NAND闪存产能的10%以上。

那么,三星半导体未来将如何谋划布局,在这场全球先进芯片竞赛中重振巅峰?中国半导体市场将在其中扮演怎样角色?

8月下旬,钛媒体App独家专访了三星DS事业部,试图揭秘这家全球科技巨头的未来“芯”局。

下一盘大棋

"如果进军半导体业务失败,三星集团将会失去半壁江山。但我认为只有三星才能进行这场冒险。"已故三星集团创始人李秉喆,在1985年接受一家媒体采访时如是说。

而在此之前的1983年,李秉喆发表了进军半导体业务的“东京宣言”。他强调,虽然这是风险极高的艰巨挑战,但以"必须是三星"的企业家精神开始了新事业。

实际上,回顾过去半个多世纪,三星一直在强周期的芯片半导体领域下着“大棋”。

芯片半导体能够成为三星电子的支柱业务之一,与韩国本土对于半导体产业的重视程度密切相关。

1975年,韩国政府公布“六年计划”,扶持本土半导体产业发展。

1979年12月,三星在韩国水原成立研发中心,并于1980年4月启用。水原研发中心发展后,帮助三星进一步涉足电子、半导体、高分子化学、基因工程、光通讯等领域。和航空航天,以及从纳米技术到先进网络架构的各种新的技术创新领域。

1983年,三星在京畿道建厂进入半导体领域。随后1983-1987年全球半导体业进入低潮期,三星加大逆周期投资力度,追逐技术创新,不断发展壮大。

1992年,世界上第一个64Mb DRAM存储器诞生于三星电子器兴园区。

三星电子研发的全球第一款64Mb DRAM芯片

DRAM当时被誉为“电子产业的大米”,属于尖端技术产品。而三星电子将64Mb DRAM实现量产,标志着三星半导体领导地位的开始。1993年起,三星实现存储器半导体领域第一。

2002年起,三星电子坐稳全球NAND闪存市场占有率第一,并在过去20年来持续领先。

今年9月18日,市场研究机构Omdia发布的今年第二季度(4-6月)半导体市场销售报告显示,尽管Q2全球半导体市场规模环比减少31.11亿美元,但受益于稳健的需求,三星电子该季芯片销售额达到创纪录的203亿美元,约占全球的12.8%,已连续四个季度超过英特尔,稳居全球半导体销量冠军。

目前,三星电子既是全球最大的半导体IDM(垂直整合制造)公司之一,又是唯一推动并引领先进极端远紫外 (EUV) 光刻技术用于制造DRAM的芯片企业。

庆桂显领导的三星电子DS事业部,旗下包含晶圆代工(Foundry),DRAM、固态硬盘、UFS和eMMC嵌入式存储等各种存储器产品,移动、汽车和可穿戴设备处理器,以及显示芯片、射频通信芯片、OLED、电源管理等各类芯片设计和生产,用于汽车、AI(人工智能)、5G、大数据和数据中心、集成存算一体化 (PIM)等领域。

其中在Foundry业务中,过去几年,三星的代工业务占全球总量的17%。其中,三星自研的应用处理器(AP)、显示驱动IC(DDI),甚至针对专属市场的特殊规格内存,占其芯片制造产量的一半。

近年来,三星一直热衷于加强其代工业务。

三星半导体过去两年的资本支出份额从16%,上升到25%左右,目前已接近40%。System LSI部门超过80%的收入来自代工服务这一事实表明,三星希望推动晶圆代工业务,并让其为公司贡献更多利润——2021年,Foundry业务收入对三星电子的贡献达到7.3%。

与此同时,三星电子还积极推动开源技术开发,与浪潮(Inspur)展开了基于 OCP 的技术合作,并将此类型的跨行业合作命名为“波塞冬”项目。2020年,三星与浪潮联合发布了企业和数据中心固态硬盘规格 (EDSFF) E1.S 固态硬盘参考系统波塞冬V1,并于2021年成功投入量产。去年三星发布了首个基于开源硬件技术的EDSFF E3参考系统波塞冬V2。

三星DS部门对钛媒体App表示,其团队正在开发并供应内置于波塞冬系统的多种内存与解决方案,可以让数据中心系统变得更快、更高容量、更高效。

值得注意的是,目前,三星电子正在调整SoC(处理器)事业模式,希望通过最大化的利用资源,来制定一个能够长期保持竞争力的战略。

“特别是,我们将致力于加强下一代‘Exynos’的竞争力,并以5G全系列为基础,通过中低端产品和高端产品逐步扩大市场。同时,三星还会将Exynos的应用拓展至可穿戴设备、笔记本调制解调器、Wi-Fi等产品领域,以此来完善以移动为核心的业务结构。”三星DS部门向钛媒体App表示。

三星半导体工厂(来源:三星电子官网)

此外,对于整个芯片半导体行业来说,环境安全、绿色生产、减少碳排放已经成为了企业发展过程中的重要议题。

作为全球信息技术(IT)行业用电量和用水量第一名企业,三星电子正制定新的碳排放目标,投资超过50亿美元推动可持续发展。

9月15日,三星电子发布《新环境经营战略》报告,宣布到2050年实现碳中和——通过超低电力半导体和产品开发等创新技术来克服气候危机,计划到2050年实现100%绿电供应。该公司还决定加入全球RE100,并将在2030年前斥资50.3亿美元(7万亿韩元),推动降低工业碳排放、回收利用废弃电子产品、保护水资源等。

具体来说,三星DS部门向钛媒体App介绍了努力实现碳中和的三大技术手段:

一、使用三星半导体大容量一体式温室气体处理设施RCS(可利用催化剂在屋顶处理所有工艺气体的设施),尽可能减少半导体制造过程不可避免会产生的温室气体,从而减少碳排放;

二、对三星半导体工厂进行Reduce(减少)、Reuse(再利用)、Recycle(再循环)“3R亲环境运营管理”,减少水资源使用的同时,还要循环再利用水资源;

三、不断简化制造工艺,优化操作主要设备测试的次数,提高辅助设施的温度条件,并实施更高能效的措施,以节省电力。

另外,三星半导体还在西安园区设立“绿色中心”,将厂内生活污水通过生物处理集过滤与吸附,被加工成半导体生产中所需的“超纯水”进行二次利用。“其实不仅是西安工厂,三星旗下的所有工厂都拥有极为先进的废水净化设施。三星半导体位于西安和苏州的工厂均实现了100%资源循环率。”三星DS部门表示。

未来,三星还希望在增设半导体生产线下,将用水量冻结在去年的水平,最大程度实现循环水利用,并计划通过芯片低功耗技术,大幅减少数据中心和移动设备中使用存储器的用电量。

三星称,如果数据中心更换为三星电子固态硬盘驱动器(SSD)新品,以及DDR5 DRAM等,就可节省8.5TWh规模的电力使用量——相当于韩国首尔2021年家庭用电总量的60%左右。

平衡芯片脱钩,快速推进本土3nm晶圆制造

芯片产业是一个非常依赖全球化的产业体系。目前,全球有23个国家和地区具备参与半导体产业多个环节的能力。

根据2019年数据显示,在全球半导体贸易市场中,美国企业占据近50%份额,韩国企业近20%,日本和欧洲各占10%左右,中国大陆和台湾地区各占大约5%。

但随着中美两国在半导体产业“脱钩”,加上国内芯片半导体行业“国产替代”风向,无论是半导体材料、设备、EDA领域国际巨头,还是三星、英特尔、英伟达、AMD等芯片供应商,他们在国内处于非常敏感且尴尬的局面——一面要稳定提升大中华区销售业绩,另一面还要尽力解决美国对华的制约困扰。

庆桂显对此的解决方案是:平衡、双赢。

“我们很难错过(中国)这样一个拥有很多重要客户的市场。我们正在努力解决冲突,为每个人找到一个双赢的解决方案。”庆桂显7日对媒体表示,他希望韩国“首先寻求中国的理解,然后与美国进行谈判”。

根据财报显示,三星电子2021财年约1953亿美元收入中,319亿美元来自中国,占比达16.3%。

实际上,三星在中国拥有诸多半导体设施,在四地拥有工厂——陕西西安的Nand Flash工厂,苏州的封装测试工厂,天津LED工厂,以及广东东莞的OLED工厂。此外,三星半导体还在西安、苏州及杭州设有研发中心;销售总部位于深圳,销售网络遍布国内的诸多城市。

其中,三星西安半导体工厂,是三星电子在海外投资的唯一一个集存储芯片制造、封装测试于一体的工厂。

2022年也是三星半导体入驻西安的第十个年头,三星西安厂完成了1期NAND闪存工厂、2期工厂和1期封装工厂等所有建设和投资。

三星向钛媒体App独家透露,到目前为止,三星半导体在西安工厂共投资260亿美元,并继续投资生产世界最先进的新产品。(注:这里的先进不是指先进节点制造工艺,而是三星自研的先进技术)

三星西安半导体工厂,是三星电子在海外投资的唯一一个集存储芯片制造、封装测试于一体的工厂

截至2021年,三星累计在华投资超500亿美元(约合3167.25亿元人民币),其中近5年的新增投资就达200多亿美元,八成集中在半导体、新能源动力电池等高新技术产业。即使在疫情期间,三星在中国依然保持着每年四、五十亿美元的稳定投资。

三星半导体对钛媒体App表示,三星在中国的业务已经发展了很长时间。除了自身的发展,作为中国IT产业的好伙伴,三星也希望为中国IT产业的发展做出贡献。当下,三星电子根据全球市场的需求运营着全球制造、研发、销售网络。

与此同时,在韩国本土,三星电子正在加大对晶圆代工的扶持力度。

根据财报显示,三星电子预计2022财年收入将达到2400亿美元,相比2021全年2210亿美元(279.6兆韩元)增长8%左右。其中,近40%将来自其移动通信部门,主要是手机等移动设备;另外30%来自半导体部门,存储器是半导体收入的大部分,也是三星电子的“生命线”。

尽管现在的三星电子是名副其实的世界第一大半导体企业,但正遭受其它竞争对手赶超和牵制。在存储器半导体领域,中国、日本等国家的后来者的“追击”非常猛烈,解决方案唯有技术开发。

不过,随着全球经济衰退,消费电子规模萎缩,半导体业务并不乐观,而DRAM首当其冲,庆桂贤预计明年半导体行业情况也没有好转迹象。

因此从短期来看,先进节点的晶圆代工业务收入正在成为三星电子新的增长引擎。

对于晶圆代工企业来说,行业对芯片的性能和功耗有着更高的需求,因而驱动着晶圆制造技术不断进步。新一代的制程技术就意味着价值量更高的新产品,而领先的制程技术就意味着能抢占更高的市场份额,这便是晶圆代工行业发展的驱动力,也造就了晶圆代工企业间不断追逐先进制程技术的局面。

自2000年初起,三星电子就已经开始了对GAA晶体管结构的研究。2017年开始,公司将其正式应用到3nm工艺,并于今年6月宣布启动利用GAA技术的3nm工艺的量产。

截止目前,只有台积电和三星拥有3nm芯片量产能力。所以这场先进制程芯片竞赛,只剩下两家公司展开竞争。

但问题是,三星电子的晶圆代工业务,在市场占有率从2019年开始一直停滞在约18%的水平,这与台积电持续保持50%以上的状况,形成鲜明对比,后者的“攻势”非常猛烈。

然而,三星DS正不断补齐短板,快速发展。

三星DS部门告诉钛媒体App,三星的代工业务目前有超过100多位客户,这与代工业务成立之初的2017年相比,增长了3倍。关于3nm,正在与其洽谈的合作客户也有多家,将应用于高性能、低功耗的高性能计算和移动处理器领域。

在三星看来,高性能计算(HPC)客户需要第二家供应商,所以除了台积电,他们会在三星和英特尔之间进行选择。三星甚至希望与英特尔联手,打破台积电在先进节点制造领域的主导地位。

“这不是数字的问题,而是‘要么做,要么死’的问题。”李在镕表示。

今年7月,李在镕宣布,三星电子启动有史以来规模最大的450万亿韩元(合3550亿美元)五年投资计划,其中60%以上资金将投入到半导体领域。

而不到一年前,三星电子还表示,未来三年向半导体、显示器和生物等核心业务投资2400亿韩元。

短短一年间的转变,是李在镕在半导体行业衰退背景下,对世界扔下的重磅“震撼弹”。

今年5月20日,美国总统拜登在韩国平泽访问期间,三星电子副会长李在镕发表演讲

回归三星之后,李在镕对半导体寄予厚望。他曾在职员面前拿出创始人李秉喆的遗志和遗物,以重温过去的挑战精神。他指出,三星电子应该具备不受危机影响、领先全球的技术能力。

“虽然目前很困难,但计划持续投资,为繁荣期做准备。”庆桂贤向媒体透露,接下来,三星电子将会加速在半导体行业实施大规模并购计划。(本文首发钛媒体App,作者|林志佳)返回搜狐,查看更多

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发布于:北京市
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