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三倍差距,三星为何越不过台积电这座大山
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三倍差距,三星为何越不过台积电这座大山

2020-07-27 16:50:28 来源:OFweek电子工程网

【大比特导读】7月,三星电子、台积电、德州仪器、SK海力士等半导体厂商纷纷发布2020 Q2业绩报告,几乎所有企业交出的半期答卷都或多或少地超出了市场预期,本文的主角正是这其中的两家晶圆大厂,台积电和三星电子。

在这个对全球都显得尤为艰难的上半年,半导体行业对疫情施加的负面影响却表现出了极强的抗性与弹性。7月,三星电子、台积电、德州仪器、SK海力士等半导体厂商纷纷发布2020 Q2业绩报告,几乎所有企业交出的半期答卷都或多或少地超出了市场预期,本文的主角正是这其中的两家晶圆大厂,台积电和三星电子。

2020第二财季,台积电净收益达41亿美元,而三星电子则为67亿美元,不过三星尚未细分各业务部门的表现,因此晶圆代工部分的具体利润为多少暂时不得而知,但6月韩联社给出的营收预测是在36亿美元左右。

自从2017年将晶圆代工从系统LSI业务部门中独立出来,成立三星电子晶圆代工,三星就一直想取台积电而代之,成为全球晶圆代工龙头。不过虽然三星奋力追赶,但是就目前看来,在短时间里它依旧越不过台积电这座大山。

根据《日经亚洲评论》给出的数据,全球晶圆代工市场中,台积电占据了整整51%的份额,而三星市场占有率仅为18.8%,紧跟其后的是格罗方德、台联电以及中芯国际。而这种市场占有情况在短期内应该也不会发生多大改变。 明明好像制程工艺相差不多,但这近三倍差距的的市场份额因何而致?

首先是客户方面。就拿5nm制程工艺来说,台积电5nm的客户要远远多于三星,且个个都是行业巨头,苹果、AMD、高通,再加上被封锁前的华为,而三星方面除了英伟达实行双供应链政策,高通若即若离外,也就没有其他大客户了。

说到苹果,很多人也知道三星一开始才是苹果的合作对象,从2010年苹果将A4芯片交由三星代工开始,到之后的A5、A6、A7,苹果和三星也有过长时间的通力合作阶段,但问题在于三星并不像台积电奉行“只做代工,不与客户竞争的永续性原则”,三星本身也是家手机厂商,和推出iPhone 4后的苹果存在直接竞争关系。

而虽然急于减少对三星的依赖,但当时苹果对台积电的产能及工艺都持怀疑态度。面对苹果的担忧,台积电专门为苹果扩建产线,并新建了一条苹果A8芯片研发生产线。且为了避免与三星的IP争端,当时的台积电派出一组人到苹果,花了约两年时间,重新设计出三种A8方案,完全绕过三星IP,让苹果顺利转单,这也间接说明很多人对台积电专业代工,没有设计能力的观念是完全错误的。

虽然A8芯片被台积电截胡,但是2015年,三星仍旧争取到了A9的部分订单,剩下的那部分自然是被台积电承包。当时,台积电采用的是16nm制程工艺,而三星采用的则是号称更为先进的14nm制程工艺,然而结果却出乎意料。

三倍差距,三星为何越不过台积电这座大山

(图片来源:OFweek维科网)

先是在生产过程中,三星的良率低于台积电,之后在iPhone 6s和iPhone 6s Plus的实际测评中,消费者发现三星产A9芯片功耗控制不如台积电,这个问题还让苹果颇耗了一番功夫去解决,也直接导致苹果16年将A10处理器订单全部交给了台积电。

16年失去A系列芯片这个大订单之后,三星调整了自己的定价,利用产能过剩的优势,拉来了高通、AMD、英伟达及特斯拉这些新客户。当时,台积电里有人劝张忠谋也这么做。但是张并没有采纳这个提议。

事实证明他的决定是对的,即使没有价格优势,台积电依然凭借着它先进的工艺,稳定的良率和充足的产能拿到了来自包括华为、比特大陆、高通、苹果在内的众多大客户的订单。三星未能如预想中的那样撼动台积电在行业内的领头位置。

客户的质量及多少必然会直接影响到市场份额,但同样受其影响的另一点通常会被人忽略,那就是研发投入。

半导体新工艺的研发和工程花费都是天文数字,台积电和三星每年在研发和设备上的投资都超过100亿美元。三星于新工艺上的性能比不过台积电,只能依靠低廉的价格争取为数不多的客户,而这无法有效分摊新工艺的巨额投资,多数情况下只能靠三星集团其他部门的盈利来进行输血。而台积电凭借性能优良的新工艺,成功吸引大量订单,形成的是一种良性循环。

台积电最新的5nm工艺,很大程度上是靠跟苹果和华为的业务才得以分摊成本,单凭台积电本身,要想推动新工艺的进展并不容易。

当前芯片市场内,基本上是赢家通吃,台积电坐拥大部分的客户资源,而没有足够的客户,三星的新工艺就是无源之水,若不是三星集团近乎不计成本的支持,三星电子的新工艺部门未必能支撑这么久。

再来就是制程工艺方面。2017年,英特尔、台积电、三星先后推出10nm制程工艺,之后在18年,台积电率先迈进7nm的大门,三星19年紧随其后,自此将英特尔甩在身后。而今年,台积电和三星5nm制程又前后脚进入量产阶段。但无论是新工艺开发还是量产,三星似乎总是棋差一招,唯一一次赶超台积电就是在2015年的时候,它直接跳过16nm,比台积电提前半年推出了14nm制程工艺,虽然后来在A9芯片上翻了船。

不过从总体看来,三星在制程方面似乎并不输台积电。然而,晶圆代工里先进的制程工艺并不代表一切,三星的产能及良率和台积电都有不小的差距。

在产能方面,台积电具有动态调配生产线能力,可以将产能利用率提高到110~120%。在良率方面,台积电新制程能够接单的门坎一般不低于 75%。成熟的工艺线,良率则可以达到95~98%。简单得讲,台积电的竞争力不只来自核心工艺,它的整套内部管理制度才是保证产能与良率的关键。

而三星方面,由于自家业务原因,能开放给别人的产能原本就比不上纯做晶圆代工的台积电;至于良率方面,目前对三星良率的估测众说纷纭,没有一个确切的数值,但是仔细想来,如果三星的良率足够高,那么在其7nm EUV工艺号称可全面量产后,不该只有高通因为与三星有合作条件协议,才向三星下单,台积电也不会几乎通吃所有7nm以下工艺订单。

在刚结束的台积电Q2财报会议上,台积电明确表示将启用4nm制程工艺作为5nm制程的延伸,同时也在推进3nm工艺,预计将在明年进入风险试产,且2nm工艺的前期研发也已启动。

另外一边,前不久有消息称,三星已经就自己的芯片工艺路线图作出调整,将跳过4nm节点投资,直接开始3nm制程工艺的研发。

3nm制程上谁能略胜一筹,估计要等到2022年才能初露端倪。当前万众瞩目的,是5nm。在双方都宣布能够量产的前提下,原本就是看谁先能拿出产品,能拿出多少产品,当前台积电为苹果生产的5nm A14芯片进度良好。而三星方面,因为疫情影响,三星比原定时间晚了几个月拿到ASML的EUV光刻机,今年的产能将远不如预期,5nm量产才刚刚步入初级阶段,高通的芯片发布说不定也会因此受到影响。这么看来,在5nm这一战上,又是台积电大获全胜。三星想要“篡位”,依旧是“路漫漫其修远兮”。

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