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來源：半導體行業(yè)觀察 在半導體先進制程工藝方面，特別是行業(yè)進入14nm時代以后，玩家迅速減少，本來是英特爾、三星和臺積電三足鼎立的局面，但由于在過去5年里，英特爾在工藝技術(shù)進度方面的不給力，一再延誤，使得近兩年10nm及更先進制程市場，不見了三足鼎立的局面，只有三星和臺積電兩強在爭。 不僅如此，前些年進軍晶圓代工市場的英特爾，市場拓展速度緩慢，同時，由于自身先進制程技術(shù)不夠成熟，再加上其整體芯片制造產(chǎn)能未能跟上市場需求的步伐，在2019年出現(xiàn)了CPU大缺貨的局面，這也在客觀上給了AMD迅速追趕的機會。為了遏制這一態(tài)勢，近一年來，英特爾正在認真考慮將更多的芯片，特別是其核心產(chǎn)品CPU外包代工生產(chǎn)，而具備接單實力的廠商，也只有臺積電和三星了。 英特爾在2020年第二季度財報中曾經(jīng)提到，該公司基于7nm的CPU相對于預期計劃大約滯后了6個月，這將最初計劃2021年底推出7nm芯片的時間節(jié)點延期到至少2022年。 最近，關(guān)于英特爾已向臺積電下單代工7nm（或6nm）芯片的聲音不絕于耳，雖然近期該公司高管公開表示，外包代工的合作伙伴還沒有最終確定，仍在斟酌和考察當中，但就目前業(yè)界僅剩臺積電和三星這兩家具備7nm制程工藝量產(chǎn)能力的狀況來看，英特爾的選擇余地很小，更何況臺積電的7nm要比三星的成熟，且良率更好。 而據(jù)臺灣地區(qū)媒體報道，英特爾近期已與臺積電達成協(xié)議，預訂了臺積電明年18萬片6nm 芯片產(chǎn)能，據(jù)估算，這批芯片外包代工業(yè)務或超過200億美元規(guī)模，如果情況屬實的話，這將成為臺積電失去華為這一大客戶之后的一筆新增大單，在訂單方面并不發(fā)愁的臺積電，后續(xù)壓力是如何滿足迅速擴大的產(chǎn)能需求。 昨天，有消息稱，英特爾首席架構(gòu)師Raja Koduri下周將在三星的“高級代工生態(tài)系統(tǒng)”（SAFE）論壇會議上發(fā)表“2025年人工智能將增加1000倍算力”的演講。此前，Raja Koduri在推特上貼了一張去年到訪韓國三星工廠的照片，引發(fā)了有關(guān)英特爾將使用三星為其Xe顯卡芯片提供代工的傳言。考慮到英特爾最近明確宣布將把某些芯片外包生產(chǎn)，卻仍未透露該策略的詳細情況，這讓Koduri與三星最近的互動變得意味深長。 相信臺積電和三星都非常渴望拿到英特爾的訂單，因為這會給它們帶來十分可觀的收入，同時，也會使整個半導體業(yè)對其實力和影響力的認知有更近一步的提升。特別是三星，自從進入10nm時代以后，其與臺積電的競爭一直處于下風，若能拿到英特爾的大單，無疑是一種振奮，可進一步增強其今后與臺積電競爭的底氣和決心。 三星的執(zhí)著 前些年，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(shù)能力和客戶認可度。最為重要的是，為了提升競爭效率，三星于2017年宣布將其晶圓代工業(yè)務獨立了出來，目標直指臺積電。 2015~2016年，隨著三星晶圓代工先進制程能力的逐步成熟，其從臺積電那里奪得了不少大客戶訂單，收入頗豐。彼時的智能手機市場處于平臺期（開始出現(xiàn)衰退，但對相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的影響有滯后效應），對于相關(guān)芯片的需求量還是比較旺盛。這兩方面的因素，使得三星Foundry在2016年出現(xiàn)了大幅度的增長。 而到了2016~2017年，隨著臺積電先進制程的進一步成熟，三星Foundry部分大訂單又被臺積電搶了回去；此外，全球智能手機市場全面衰退，其負面效應也開始顯現(xiàn)，對相關(guān)先進制程芯片的需求大減。這兩個因素導致三星Foundry業(yè)務在2017年銷售額同比增幅（4%）大幅下降。 先進制程方面，相對于三星，臺積電長期處于領(lǐng)先地位。臺積電在2011年便攻克了 28nm HKMG制程，之后先進制程發(fā)展迅速，其7nm制程已于2018下半年實現(xiàn)量產(chǎn)，2019年收入占比將超過20%。5nm于2019年4月進行風險試產(chǎn)，2020年實現(xiàn)量產(chǎn)。而三星只在14nm節(jié)點處領(lǐng)先于臺積電量產(chǎn)，之后的10nm、7nm和5nm都落后于臺積電。不過該公司將趕超的希望寄托在了3nm上，具體進度如何，還需要在接下來的兩三年里觀察。 總體來看，臺積電在良率和穩(wěn)定性方面有明顯優(yōu)勢。為了提升競爭力，三星調(diào)整了晶圓代工的業(yè)務結(jié)構(gòu)，而臺積電在不斷鞏固自身的優(yōu)勢。 三星代工英特爾早有傳聞 經(jīng)過拆分以后，三星的晶圓代工業(yè)務市場排名由原來的行業(yè)第四上升到了第二，不過，其市場份額與臺積電仍有很大差距，若能拿到英特爾的大單，無疑會縮小這種差距。實際上，在2019年，業(yè)界就傳聞英特爾在考慮找三星為其代工生產(chǎn)14nm制程的CPU。 自2015年正式推出14nm制程后，英特爾已經(jīng)對其依賴了5年的時間，該制程也為這家半導體巨頭帶來了非常可觀的收入。從Skylake（14nm）、Kaby Lake（14nm+）、Coffee Lake（14nm++），到2018年推出的14nm+++，該公司一直在保持對14nm制程的更新。而英特爾原計劃在2016年推出10nm，但經(jīng)歷了多次延遲，2019年才姍姍來遲，從這里也可以看出該公司對14nm制程的倚重程度。 同為14nm制程，由于英特爾嚴格追求摩爾定律，因此其制程的水平和嚴謹度是最高的，就目前已發(fā)布的技術(shù)來看，英特爾持續(xù)更新的14nm制程與臺積電的10nm大致同級。 這里還可就具體的參數(shù)指標，與三星和臺積電做個比較，英特爾于2014年發(fā)布了14nm制程，其節(jié)點每平方毫米有3750萬個晶體管，臺積電16nm制程（該公司沒有14nm制程，但其16nm與市場上的14nm同級）節(jié)點每平方毫米約有2900萬個晶體管，三星14nm節(jié)點每平方毫米約有3050萬個晶體管。此外，英特爾的14nm節(jié)點柵極長度為24nm，優(yōu)于臺積電的33nm，也優(yōu)于三星的30nm。英特爾14nm節(jié)點的鰭片高度為53nm，優(yōu)于臺積電的44nm，以及三星的49nm。 2019年5月，英特爾稱將于第3季度增加14nm制程產(chǎn)能，以解決CPU市場的缺貨問題。 然而，英特爾公司自己的14nm產(chǎn)能已經(jīng)滿載，因此，該公司投入15億美元，用于擴大14nm產(chǎn)能，稱可在2019年第3季度增加產(chǎn)出。其14nm制程芯片主要在美國亞利桑那州及俄勒岡的D1X晶圓廠生產(chǎn)，海外14nm晶圓廠是位于愛爾蘭的Fab 24。 三星于2015年宣布正式量產(chǎn)14nm FinFET制程，先后為蘋果和高通代工過高端手機處理器。其14nm產(chǎn)能市場占有率僅次于英特爾和臺積電。 前面提到，英特爾的14nm產(chǎn)能吃緊，已經(jīng)難以滿足市場需求，在這樣的背景下，2019年6月，有媒體報道稱，三星和英特爾正在就14nm Rocket Lake芯片的生產(chǎn)進行談判。 自2018年下半年以來，英特爾在升級和建立用于生產(chǎn)10nm芯片的新生產(chǎn)線方面投入了大量資金，但要想擴大規(guī)模還需要幾年時間。在此期間，英特爾必須提高其14nm芯片的產(chǎn)量。因此，傳聞它將一部分CPU轉(zhuǎn)由三星代工，希望能夠解決產(chǎn)能不足的問題。 由于存儲芯片市場疲軟，對三星的營收產(chǎn)生了很大影響，因此，三星的晶圓代工產(chǎn)能利用率下降，想尋找新客戶，英特爾是其主要的爭取對象。 當時有報道稱，三星將于2020年第四季度開始大規(guī)模生產(chǎn)英特爾的14nm Rocket Lake芯片，如果此言不虛的話，三星制造的首款CPU將于2021年上市。 三星有望奪取臺積電部分市占率 近些年，三星一直在積極投資以擴大晶圓代工業(yè)務，并表示要在 2030 年前超越臺積電成為代工業(yè)的領(lǐng)頭羊。對此，有分析師認為，盡管三星在短期內(nèi)難以實現(xiàn)這樣的目標，但是有望從臺積電手中奪得部分市占率。 相對于臺積電而言，三星在資金籌集方面具有優(yōu)勢，因為該公司能夠通過其他業(yè)務部門的獲利來進行投資，如智能手機和存儲芯片部門。 目前，全球市場8英寸晶圓供給缺口近二成，使得相應代工產(chǎn)能非常吃緊，漲價聲音不斷。據(jù)悉，三星正考慮針對旗下的8英寸晶圓廠進行投資，以提高生產(chǎn)效率，滿足市場需求。 目前，三星旗下的12英寸晶圓產(chǎn)線為全自動化生產(chǎn)，即在無塵室中借助架設在高處的運輸系統(tǒng)移動晶圓盒。不過，8英寸晶圓盒仍然由工作人員用搬運車運送。不僅是三星，其他晶圓代工企業(yè)也是如此。 8英寸晶圓代工緊俏之際，三星考慮針對8英寸產(chǎn)線進行自動化投資，由人工運輸改為機器運送。據(jù)韓國媒體《TheElec》報道，三星已經(jīng)在部分8英寸晶圓廠的產(chǎn)線測試自動化運輸設備，且已取得了不錯的效果。 產(chǎn)線的自動化升級能提高生產(chǎn)效率，卻也有著不菲的成本。據(jù)三星估計，如果要在所有8英寸晶圓廠中導入自動化運輸設備，可能需要斥資超870億美元。 花費大筆資金改造老舊產(chǎn)線，能否產(chǎn)出與之匹配的效益？三星的這一投資計劃也遭到了部分員工的質(zhì)疑。不過，考慮到8英寸晶圓業(yè)務占據(jù)公司較高比例的營收，三星仍在積極推進這一行動。而臺積電的8英寸晶圓業(yè)務所占比例較小，如果三星能夠抓住這一波市場機遇，則有望縮小與臺積電之間的市占率之差。 結(jié)語 經(jīng)過這些年的爭奪，臺積電和三星已經(jīng)奠定了業(yè)內(nèi)兩強的地位，但二者之間的差距依然很明顯，要想縮小差距，三星要做的事很多，而如果能夠抓住這一波晶圓代工市場產(chǎn)能短缺的行情，特別是英特爾這筆大單，則未來臺積電與三星的爭奪戰(zhàn)將更具看點。 英特爾將在2021年初宣布其芯片外包決定，而且可能不止一種方案。拭目以待吧。 |
