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臺積電宣布5nm先進制程,三星緊追其后!

2020-11-02
來源:拓墣產業(yè)研究
關鍵詞: 臺積電 5nm 三星

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       晶圓代工龍頭臺積電宣布5nm先進制程,已于今年第二季進入量產時,另一頭的三星也緊追在后。

  根據(jù)TrendForce旗下拓墣產業(yè)研究院最新調研結果顯示,預估今年第3季全球晶圓代工市場,臺積電仍將以過半、53.9%市占率稱王,且年成長率高達21%,而三星則以17.4%位居第二,年成長率為4%,雖然比第一季的18.8%略有下滑,拓墣認為主要出自于Galaxy S20銷售狀況不佳所致,若下半年智能型手機市場能扳回一城,市占率表現(xiàn)上依舊有機會緊咬臺積電不放。

  由于5nm制程預計將在年底前量產,且根據(jù)外媒報導,除自家產品外,高通也會將Snapdragon X60等部分產品在三星的5nm下單,為三星的先進制程打了一劑強心針。在英特爾(intel)制程卡關的此刻,先進制程這條路上只剩下臺積電跟三星在「車拼」,繼續(xù)為突破摩爾定律努力。

  緊咬技術不放,3nm換架構力拼提升良率

  臺積電還是會怕三星。長期關注半導體產業(yè)的微驅科技總經理吳金榮認為,臺積電內心的顧慮,并不是因為目前的制程進度上有閃失,而是三星背后有著韓國人戰(zhàn)斗的精神,如過去3nm架構也是率先由三星喊出將從目前采用的FinFET(鰭式晶體管)改變成GAA(閘極全環(huán))。

  外界預測,此舉是為了搶救現(xiàn)在三星在7nm、5nm良率偏低的原因,因為GAA架構在實驗室里面被發(fā)現(xiàn),其抑制漏電的狀況比起FinFET架構要好得多,若能有效控制漏電,對于芯片的效能表現(xiàn)將有所幫助?!稊?shù)位時代》曾訪問臺積電的首席科學家黃漢森,針對3nm延續(xù)FinFET架構一事,他表示不與三星同調改采GAA,除了是包括成本、客戶IC設計銜接等問題外,臺積電依舊有能力在制程進入更小的階段上,仍采用原架構并且維持產品的效能表現(xiàn),展現(xiàn)了晶圓代工龍頭在技術上的優(yōu)勢地位。

  此外,吳金榮觀察,三星先進制程發(fā)展落后給臺積電,有另一個原因是因為三星集團還有記憶體部門需要發(fā)展,因此分散了研發(fā)能量。再者,三星因為并非如臺積電專精于晶圓代工,因此在產能的分配上,以及滿足各種客戶不同IC設計規(guī)格的需求,三星就沒有臺積電這樣快速調整的本事。

  但近期三星宣布,將在平澤園區(qū)擴編生產線,生產最先進的DRAM產品,同時提供新世代V-NAND與晶圓代工解決方案,目的就是為了鞏固三星在工業(yè)4.0時代技術領先的地位。吳金榮更直指,目前三星手上約有10逾臺EUV機臺,接下來也會積極向ASML進貨,看得出來三星仍全力往高級制程沖刺。

  祭出價格站,搶下IBM、NVDIA訂單

  即便在技術上輸臺積電一截,但三星已擁有能量產的先進制程技術,至少有機會能分到臺積電無法消化的訂單。   臺經院分析師劉佩真就指出,即便最終可獲取的市占率不多,但仍有機會獲得臺積電承接不了的前一個世代制程技術的訂單(如7nm)。NVIDIA與三星最新合作就是一個例子。

  NVIDIA近期發(fā)表的新一代繪圖芯片GeForce RTX 30,主打高CP值路線,背后就是采用三星8nmLPP(Low Power Plus)制程。雖然NVIDIA不是第一次在三星下單,但從NVIDIA與競爭對手AMD打肉搏戰(zhàn)的此時,端出了一款極有價格競爭力的產品來看,就不難猜測,三星確實在「報價」上相當具有競爭力。吳金榮分析,臺積電一直以來在價格上比較強悍,而三星過往都有可能以低于臺積電20-35%的價格來搶單。知識力專家社群創(chuàng)辦人曲建仲進一步補充,三星可以先以低價競爭搶到客戶,然后再逐步調整制程的良率表現(xiàn),IBM的訂單即是如此。三星最大的致命傷就是臺積電不會跟客戶競爭,吳金榮指出,三星作為一個IDM半導體業(yè)者,同時又身兼晶圓代工,若是有手機芯片IC設計業(yè)者要來下單,難免會擔心企業(yè)的商業(yè)機密被竊取,而這一點一直是三星的罩門。

  Q2砸逾2000億資本支出,5nm下半年量產

  從營運成績來看,三星半導體表現(xiàn)確實不容小覷。今年第二季財報,三星半導體事業(yè)合并營收為18.23兆韓元(約1045億人民幣),較去年同期成長13%;營業(yè)利潤達到5.43兆韓元(約合311億人民幣),較去年同期成長2.03%。半導體成為三星旗下包括面板、行動裝置等事業(yè)體里面,營收跟獲利最高的一環(huán)。另一方面,第二季三星電子的資本支出達到9.8兆韓元(約合561億人民幣),其中半導體業(yè)務就占了約88%、8.6兆韓元(約合494億人民幣),主要投資于最先進的5nm與8nm制程,并將積極研發(fā)4nm制程技術。甚至建置新廠的腳步,也沒有落后給臺積電。當臺積電在南科積極購地,為接下來南科廠的產能布局時,三星也在韓國的平澤市(Pyeongtaek)跟華城市(Hwaseong)兩地大興土木。

  今年5月,三星宣布第6座南韓晶圓代工廠正式動工,地點就在平澤市,將采用5nm制程技術,同時三星也定調這個工廠未來也將專注于5nm以下的EUV制程技術,并預計在2021年下半年開始運作,將會成為5G、高效能運算(HPC)等解決方案的核心制造基地。此外,2019年首批基于7nmEUV制程的產品量產后,三星也在今年上半年于華城廠新增一條全新的EUV專用V1生產線,預計將在今年下半年開始少量生產5nm制程,待2021年平澤廠生產線一起加入后,將有助于三星的代工產能能大幅提升。

  展現(xiàn)優(yōu)勢,發(fā)展異構整合技術迎戰(zhàn)對手

  除了布建廠房,劉佩真也點出在面對摩爾定律是否走到極限時,異構整合就成了解決摩爾定律的其中一個方式,而三星在異構整合上的技術也不能小看。工研院電子與光電系統(tǒng)研究所所長吳志毅曾指出,人工智能的時代下因為會產生出大量資料,必須被儲存及運算,而當前的設計多半是將CPU跟記憶體分開處理,這會使資訊在兩者間的傳輸產生額外的耗能而影響表現(xiàn),他認為將CPU跟記憶體做異構整合會是接下來的趨勢。

  而三星不僅擁有晶圓代工技術,同時也具備記憶體優(yōu)勢,因此近期端出了3D IC封裝技術X-Cube,根據(jù)三星的解釋,該技術采用硅穿孔科技(through-silicon Via,TSV ),除了能塞入更多的記憶體、讓資訊的傳輸路徑大幅縮短外,同時也可加快數(shù)據(jù)傳送速度跟能源效益,能滿足5G、AI甚至是高效能運算的需求,X-Cube將可用于7nm跟5nm先進制程上。不只是三星,臺積電在今年技術論壇上也推出3D硅堆疊與先進封裝技術家族的「3D Fabric平臺」,包括CoWoS、整合型扇出(InFo)以及系統(tǒng)整合芯片(TSMC-SoIC)等,都是透過異構整合的方式搶進高級封裝市場,滿足顧客需求的技術。

  張忠謀:跟三星的戰(zhàn)爭還沒有贏

  2018年裸退的臺積電創(chuàng)辦人張忠謀,將三星視為可畏的對手,他在去年(2019)底接受媒體專訪,提及對手三星時直言:臺積電跟三星的戰(zhàn)爭絕對還沒結束,我們只是贏了一、兩場battle(戰(zhàn)役),整個war(戰(zhàn)爭)還沒有贏。三星2019年曾喊出要砸下133兆韓元(約合3.3兆新臺幣)發(fā)展邏輯芯片跟晶圓代工等業(yè)務,目的是要在2030年擊垮臺積電、搶下晶圓代工龍頭的寶座。這可行嗎?或許3nm轉換架構只是一個開端,接著不僅有下一代、還有下下一代的技術節(jié)點要跟臺積電進行肉搏戰(zhàn),同時半導體隨著5G時代的到來而產生出各種全新的應用,如第三代化合物半導體等,對不論是臺積電或三星而言,絕對都是全新的功課。三星都還在努力中,臺積電又怎能輕易松懈。這場雙雄的斗爭結果會如何,大家都還在看。

 

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