《与台积电争晶圆代工头牌 三星向ASML订购15台EUV设备》

  • 来源专题:集成电路
  • 编译者: shenxiang
  • 发布时间:2019-10-21
  • 根据韩国媒体报导,为了期望在2030年达到成为全球第1半导体大厂的目标,并且力图在半导体晶圆代工领域超越龙头台积电,抢占未来2到3年因为5G商用化所带来的半导体市场需求,三星电子日前已经向全球微影曝光设备大厂ASML订购15台先进EUV设备!

    由于微影曝光设备一直被认为是克服半导体制程技术微缩限制的关键设备,其单价高达1.8亿美元。不过,报导指出,三星电子最近发出一份意向书(LOI),向ASML购买价值3兆韩元(约27.5亿美元)的EUV设备,并且预计分3年时间进行交货。市场人士表示,由于三星增加EUV设备订单,代表三星即将在晶圆代工生产线上进行大规模投资。

    若三星此次订购消息属实,其订购的15台EUV设备将占ASML于2020年总出货量的一半。2012年,三星电子收购ASML的3%股份,以期望能在取的最新微影曝光设备。为了超越晶圆代工龙头台积电,在如此大胆的投资基础上,通过提供技术竞争力来吸引客户会是三星积极采用的方式。

    目前,三星电子的客户包括高通、英伟达、IBM和SONY。但是,台积电方面更是筑起了难以超越的门槛,包括全数苹果iPhone处理器的订单,加上华为海思、AMD、赛灵思等大客户支持。

    之前,台积电原本计划2019年资本支出将为110亿美元,其中八成将投资于7纳米以下的更先进的制程技术。但是,在17日的法人说明会上,台积电更加预计的资本支出一举提高到140亿美元到150亿美元之间,其中增加的15亿元经费经用在7纳米制程,25亿元经费则将用在5纳米制程上。

    因为,台积电目前的7纳米+与未来的5纳米都将采用EUV技术。所以,增加出来的资本支出势必也将会在EUV设备上多所着墨,使三星的压力更加巨大。

    根据统计资料显示,2019年第3季全球晶圆代工领域,台积电以市占率50.5%稳坐龙头宝座,而近年努力发展先进制程的三星电子,则以18.5%的市占率位居第二。然而,三星积极抢攻市场商机,使得近期频繁发布其晶圆代工领域的投资计划,就可以了解其企图心。

    整体来说,三星电子计划到2030年投资133兆韩元的资金来提升半导体业务。根据三星的计划,133兆韩元的投资中,有73兆韩元是用于技术开发,60兆韩元则是用于兴建晶圆厂设施,这预计会创造1.5万个就业机会。

    而三星的目标是在2030年时不仅保持存储芯片的领先,还要在逻辑芯片领域成为领导者。不过,面对台积电持续增加的研发与投资支出,三星能否在竞争中有所斩获,值得大家后续拭目以待。

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    • 编译者:冯瑞华
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    • 欧洲、美国、日本都在争取将芯片生产线落户在自家管辖的区域内,他们的这种举动,也将晶圆代工厂推到了半导体行业竞争的聚光灯下。而在其他国家或地区都在为建造本地芯片生产线大声疾呼之时,在半导体产业中占据着重要地位的韩国却显得分外“淡定”。他们底气或许很大一部分都源自于三星。 三星的晶圆代工业务起始于2005年,虽然这项业务成立的时间比台积电晚很多。但从2005到2020年的十几年时间里,三星晶圆代工业务在市场份额上却一路PK掉了格芯、联电,并发展到了“欲与台积试比高”的程度。 站在当下的角度,三星晶圆代工业务成长的过程很值得我们去重新品味。 1万事俱备的2005年,将三星推进了晶圆代工的大门 自1993年和2003年分别夺得内存芯片和闪存市场的市占率第一后,三星就已经在存储产品领域建立了令其它竞争对手无法轻易撼动的优势。此时,三星晶圆厂所生产的产品仅供自家使用。但到了2005年,三星第二季度净利减半,在NAND型闪存均价跌幅动辄超过20%的前提下,为增强半导体部门的获利状况来支撑公司的整体业绩,三星终于决定凭借先进制造工艺的优势切入晶圆代工领域。 三星晶圆代工业务是在其Giheung(器兴)工厂开启的。据当时的报导显示,三星Giheung 12寸晶圆厂预定在2005年第二季投产,初期将先导入90纳米制程,未来将以导入65纳米制程为目标,该晶圆厂计划完全生产逻辑芯片,每月产能规模估计约达3万片12寸晶圆。据悉,当时三星所开展的晶圆代工业务也主要面向的是高端SoC领域。 三星当初将其晶圆代工业务放在器兴,并剑指高端SoC领域是有迹可循的。根据三星官方网站资料显示,早在2002年,三星就制定了长期战略来专注和培育其系统LSI业务,并在器兴工厂建立了SoC研发中心,2004年初三星强调了其旗下系统LSI部门在逻辑芯片领域的营运(当时,手机的风潮已经席卷了全世界,由此也拉动了半导体产业的进步,加之三星当时也有自己的手机品牌,因而,三星也在SoC方面有所投入)。在2002到2004年的时间内,三星对其器兴工厂一直保持着较高的投资,在这个过程中,他们也看到了由手机为晶圆代工业务带来的红利,也为三星日后发展晶圆代工业务埋下了种子。 根据当时相关报道显示,三星半导体部门资深副总Jon Kang曾在2004年指出,着眼于未来数年晶圆代工市场增幅,势必高过全球半导体市场增长幅度,因此,以三星2004年在半导体事业大约41亿美元资本支出而言,便提列高达10亿美元的资本支出预算,聚焦在非内存芯片事业,其中,包括三星在汉城Giheung晶圆厂及设备等支出,相比2003年,三星2004年在非内存芯片方面资本支出增加逾2倍。 除了上述市场环境外,当时先进工艺所遇到的瓶颈,也成为了三星能够发展晶圆代工业务的另一个推动力。当时,大多数的半导体厂商都还是处于自给自足的状态,但伴随着先进工艺而来的昂贵研发和晶圆厂成本,促使一些IDM企业开始转向轻晶圆的模式。据相关报道显示,当时英飞凌就曾表示,不会兴建90纳米以下的产能,而是向“轻晶圆厂”策略转变,并宣布与特许半导体签订了65纳米代工制造协议,包括手机芯片。 就这样,在先进工艺从90nm向65nm发展的过程中,由于一些IDM企业的退出,为三星提供了发展晶圆代工业务的契机,从来不惧大规模投资的三星也及时把握住了这个机会。为了开发下一个65nm工艺节点,三星于2004年就与IBM和特许半导体、英飞凌建立了通用的平台合作伙伴关系,使客户可以按照通用的流程进行设计,并可以在这三家公司进行制造。跨平台的这种设计可移植性为客户提供了竞争性的业务优势。 在万事俱备的条件下,三星也顺理成章地踏入了晶圆代工的大门。2005年11月,三星获得了高通CDMA芯片订单,这些90nm的产品对三星的代工业务是一个新的突破,也是三星积累高端技术的一个好开端。 2三星晶圆代工的成长 2005年才踏入晶圆代工业务的三星,其实没有挑战台积电的野心——据当时Barron's采访三星电子半导体事业部总裁暨CEO黄昌圭的报道显示,三星代工的产品主要是面向高端的芯片产品,与台积电的市场定位并不相同。或许是定位的原因,也或许是三星刚涉足晶圆代工业务,良好的开局并没有为三星铺平以后发展晶圆代工的道路,所以我们也看到,在三星发展晶圆代工业务的初期,他也并没有抢夺到太多的市场份额。 根据IC Insights 2009年的报告显示,当时晶圆代工领域的前三强分别是台积电、联电和特许半导体。而三星却徘徊于前五名之外,实际上,据相关媒体报道显示,在2005年到2009年间,三星代工业务的营收从未超过4亿美元。 (2009年晶圆代工厂营收排名,来源:ICinsights) 三星晶圆代工业务在2010年出现了起色,这一年,一颗苹果砸中了三星的晶圆代工。当然,这也并不是无缘无故就砸中了三星,据悉,在苹果推出首款A4芯片之前,其芯片就一直是由三星来供给。或许是基于两者之间多年的合作关系,当苹果在2010年推出其首款自研手机芯片(A4)时,其代工订单就交给了三星。苹果当年的这笔订单,虽然帮助了三星晶圆代工业务突破了4亿美元的瓶颈,但并有将三星送上更高的排名。据当年ICinsights发布的数据显示,三星仍仅居全球第十大晶圆代工厂的位置。 之所以会出现这种情况,或许也与当时的市场环境有关系。2010年是晶圆代工厂家飞速增长的一年,整个晶圆代工行业产值增长了34%。受惠于手机、平板等消费电子产品的成长,定位于进行高端SoC代工的三星,自然是失去了一大部分中低端市场,而这部分订单流向了其他晶圆代工厂,也带动了他们的营收。加之,三星本身就生产这类电子产品,这也限制了他发展晶圆代工的空间。同时,在这一年中,GlobalFoundries还收购了特许半导体,也让GlobalFoundries迅速成长了起来。 但ICinsights仍然看好三星代工业务的后续发展,ICinsights在其2010年发布的报告中指出,三星有计划跨入模拟晶圆代工,未来三星排名仍有可能上升。 三星晶圆代工业务排名发生转折是在2013年。据ICinsights的报告显示,2013年三星大大提高了苹果公司的IC代工工厂产量。因此,三星的代工销售额增长了15%,这也使他们仅落后于世界第三大IC代工厂UMC不到1000万美元。ICinsights当时在其报道中评价三星的晶圆代工为,三星有能力(即领先的能力和庞大的资本支出预算),并渴望成为IC代工业务的主要力量。 ICinsights对三星晶圆代工的评价并不无道理,当时最先进的工艺的是28nm。我们都知道,28nm节点处,市场上主要的晶体管架构分为FinFet和FD SOI两种,台积电和三星就是这两个阵营的典型代表。 从各家晶圆代工厂推出与此相关工艺的时间节点上看,台积电于 2011 年最先进行28nm制程量产,并在2012年攻克了28nm HKMG 制程,三星则是在 2012 年实现28nm的量产,并于2013年导入了28nm HKMG,而GF和UMC则在2013 年才开始量产。由此,便也能看出三星在晶圆代工方面的实力。 三星攻克了28nm技术,这也使他成为了除GF以外,另一个既支持先进制程,还能提供物联网及汽车电子的28纳米FD-SOI制程的企业。当年,苹果A7芯片采用的就是三星的28nm技术,此外,意法半导体还在2014年宣布,公司选择三星代工来量产其28nm FD-SOI半导体产品。 至此,三星晶圆代工业务初现锋芒。 3苹果转单、历史重演,刺激三星发力晶圆代工业务 但到了2014年,由于苹果与三星之前在专利上的纠纷以及苹果与台积电之间的合作越加契合等种种原因,三星晶圆代工的主力产品A8的订单全部被台积电拿下,这导致三星晶圆代工业务所属的SystemLSI部门多年来第一次出现亏损,但也同样刺激了三星开始在先进工艺上发力——三星加快了转进20nm及以下先进制程。 从如今回顾历史,我们都知道,FinFet架构更适合14nm及以下先进工艺的发展。面对新架构带给先进工艺的革新,三星推出了采用FinFet架构完成的14nm工艺。2015年2月,三星14nm FinFet芯片量产。 而到了10nm节点处,GF和联电因为成本和回报率等因素,先后宣布暂缓10nm及以下工艺的研发。这使得10nm以下先进工艺的玩家越来越少,在这种情况下,三星却一度先于台积电宣布可量产10nm芯片(三星的这份声明是2016年发布的)。同时,在英特尔迟迟没有推出10nm工艺的情况下,三星和台积电在晶圆代工上的争夺也就正式地浮到了水面上。 此后,2017年5月,三星正式宣布将晶圆代工业务部门独立出来,成为一家纯晶圆代工企业,并计划在未来5年内取得芯片代工市场25%的份额。有趣的是,三星宣布独立其晶圆代工业务的市场背景与其2005年开始发展晶圆代工业务的市场环境极其相似,在这两个时间段中,三星都面临着存储产品遇到周期性调整,以及先进工艺发展遇到瓶颈这两种情况。当历史再次重演,命运是否会再次垂青三星,将之晶圆代工业务带上一个新台阶? 事实是,三星确实走上了一个新台阶。一年后,据IC Insight统计显示,在2018全球代工排名中,三星已经超过GF跃居第二。同时,三星也曾数次表示,未来要超越台积电,争夺晶圆代工领域的龙头。 4三星VS台积电,决战未来 三星与台积电的争夺,在7nm处逐渐明朗,为了超越台积电,三星率先在7nm节点导入了EUV技术,但最初由于良率的问题,让三星错失这块市场的先机。 为了争夺更多的市场份额,三星也采取了一些策略。根据韩国媒体《KoreaBusiness》的报导指出,韩国晶圆代工大厂三星为了拉近与龙头台积电的差距,目前正以降低晶圆代工价格的方式抢攻市场,以进一步提高市场占有率。 未来,三星还将与台积电在5nm、3nm节点处展开竞争,而部分故事也是近些年来被业界关注的重点。从目前已知的消息来看,相对于台积电,三星在布局其晶圆代工业务的方式比较激进——从技术上看,三星宣布将在3nm处率先采用GAA架构,从进度上看,三星在前段时间宣布将跳过4nm,直接进入3nm。 而从台积电方面来看,他也在积极布局3nm工艺。由于两者在该节点处的众多布局,让业界相信在3nm节点处,三星和台积电之间的竞争将达到白炽化状态,而三星的成败则关乎着晶圆代工格局是否会被改写。 5结语 从三星于2005年接受90nm订单,到2010年开始批量生产20 nm半导体制造工艺,后又接连批量生产10 nm级FinFET工艺、7 nm FinFET工艺,再到未来在5nm、3nm与台积电的竞争。三星晶圆代工业务一路飞奔着成长了起来,也逐渐成长为了韩国半导体的另一张名片。
  • 《台积电、三星与英特尔EUV光罩盒采购需求爆发》

    • 来源专题:集成电路
    • 编译者:shenxiang
    • 发布时间:2019-01-08
    • 全球三大晶圆代工厂台积电、英特尔、三星,最快将在2019年导入极紫外光微影技术(EUV),值得注意的是,全球可提供EUV光罩盒的业者只有两家,家登是其中之一,且家登已经通过艾司摩尔(ASML)认证,此举无疑宣告,家登今年EUV光罩盒将大出货,公司更透露,接单强劲,目前已有供给告急压力。 首先就台积电的部分,今年会进入采用EUV设备之7+制程的量产,而三星的7纳米制程也会采用EUV设备,并在今年进入量产阶段,至于英特尔方面,其7纳米发展进度佳,也确定会导入新一代EUV微影技术,但量产时间可能会落在2020年。 而台积电和三星采用EUV设备的7纳米,预计在2019年导入量产,并在2020年大量,但其相关的光罩盒等设备大量采购时间会集中在2019年开始,至于英特尔,虽采用EUV的7纳米会在2020年量产,但其光罩盒采购时间,可望落在2019年下半。 换言之,为了先进的EUV设备的7纳米制程,台积电、三星与英特尔将自2019年开始大举向家登采购相关的光罩盒,而家登新一代EUV光罩传送盒G/GP Type也在2018年底获得ASML认证通过,这意味着,家登光罩传送盒今年可望明显放量出货,营收与获利成长可期。