新新聞》台積電七奈米製程唯一對手是三星

2020-07-01 16:00

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從EUV技術晶片到NAND快閃記憶體的生產線,三星的投資與擴張都是針對5G網路、高效能運算(HPC)、人工智慧(AI)與物聯網(IoT)、自動駕駛汽車等第四次工業革命的強大需求。平澤P2工廠擴建完成之後,三星在南韓、美國總計擁有七條晶圓代工生產線,其中六條十二吋晶圓生產線、一條是八吋晶圓生產線。

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三星投資擴大NAND快閃記憶體的生產。(美聯社)
三星投資擴大NAND快閃記憶體的生產。(美聯社)

先進製程門檻高卻是藍海市場

三星的半導體部門長期過度倚賴記憶體(占部門營收約八成),如今亟須往多角化經營的方向發展,重中之重是邏輯晶片與晶圓代工,亦即進軍台積電的固有地盤。

三星去年的記憶體營收衰退三四%,是其集團整體營收大幅下滑的主因之一,但邏輯晶片業務獲利較去年同期成長,晶圓代工市占率也來到七%左右,雖然仍大幅落後台積電,但重要性顯然蒸蒸日上,而且能為集團帶來更穩定的營收與利潤──去年全球記憶體市場較前年重挫三三%,但邏輯晶片市場僅下滑七%。

然而從記憶體轉向邏輯晶片既是必然之舉,也是嚴峻挑戰,不僅晶片設計要求不同,行銷策略也迥然有異。邏輯晶片主要供處理器使用,功能比記憶體更複雜,需要最尖端的晶片設計來滿足不同客戶的需求,商品化程度較低,量產門檻較高。

台積電目前仍居明顯優勢,但三星威脅不可小覷。三星去年的半導體資本支出約二百億美元,今年可能縮減至一七○億美元左右,台積電則在四月表示,今年資本支出維持原訂的一五○億至一六○億美元,並全力衝刺延用鰭式場效電晶體(FinFET)技術的五奈米、三奈米製程,預計二二年下半年量產,絕不讓三星有「超車」的機會。

在晶圓代工領域,三星做為一家整合元件製造商(IDM),自家產品線齊全眾多,但有利有弊;好處是有自家半導體產品可做為代工客源,壞處是容易與外部客戶產生利益衝突與信任障礙。

代工合約是三到五年的長期合約,無晶圓廠(晶片設計)業者可能會擔心產品線的重疊或競爭,因此不願將設計好的晶片交給「亦敵亦友」的三星來生產,先進製程產品尤其敏感。此外,三星與蘋果(Apple)的恩怨分合,甚至走上法庭,也凸顯了三星的兩難困境。

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三星與蘋果(Apple)的恩怨分合,凸顯了三星的兩難困境。(美聯社)

一七年五月,三星將晶圓代工部門正式獨立出來,就是向台積電的「純晶圓代工」模式看齊,期望強化市場競爭力,至少先囊括台積電無法消化的產能,甚至挑戰台積電的王位。此外,三星在一八年五月整合八個原有的研究機構,為晶片代工業務設立專門的研發中心,表明推動相關業務深入發展的決心。

雖然三星一連串大動作的成效仍待觀察,但是在聯電與格羅方德(GlobalFoundries)相繼退出先進製程、英特爾(Intel)對七奈米製程躊躇不前後,目前全球只有台積電與三星有能力向七奈米以下的製程挺進、延續摩爾定律。對三星來說,先進製程雖然門檻高,卻是設備與技術投資較有效益的「藍海市場」,因此它必須與台積電在先進製程一爭高下。今年一月十五日三星與荷蘭半導體設備大廠艾司摩爾(ASML)簽約,以四兆韓元(一○七○億新台幣)採購二十部EUV設備。

產能、良率與台積電仍有一段差距

三星在技術上不斷追趕台積電腳步,但產能與良率仍有一段差距;從客戶下單情況來看,目前台積電也幾乎獨吞先進製程訂單。五月十四日,繪圖晶片大廠輝達(NVIDIA)宣布,全新Ampere架構繪圖處理器(GPU)A100將採用台積電客製化的七奈米製程;而據說蘋果正計畫於二一年開始,Mac系列將搭載自行開發設計的處理器晶片,且將交由台積電以五奈米代工生產。

儘管如此,以三星的財力、企圖心、技術實力以及南韓政府的全力支持,在可預見的未來,它仍將是台積電可觀、可敬的對手。

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