三星半導體的未來在何方?

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1938年,李秉喆在韓國大邱市成立了一家食品貿易公司「三星商會」,主要業務是將韓國的干制魚、蔬菜、水果等出口到中國的北京及東北地區。在韓語中,「三星」的意思就是三顆星星,「三」在東方文化中是個吉利的數字,李秉喆希望他的公司能像星星一樣恆久。

時過境遷,三星早已經從一個水產公司發展成了一個龐大的集團,旗下子公司包含了:三星電子、三星SDI、三星SDS、三星電機、三星重工和三星生命等。當中,三星電子是韓國最大的電子工業企業,同時也是三星集團旗下最大的子公司。三星電子有限公司於1969年11月1日成立,今天,也是三星電子成立正五十周年的日子。

三星電子附屬公司經營四個業務部門:消費電子(CE)、信息技術和移動通信(「IM」)、設備解決方案(「DS」)和哈曼(Harman)。CE包括數位電視、顯示器、空調和冰箱等產品;IM部門包括移動電話、通信系統和計算機;DS部門經營半導體和面板方面的業務;Harman部門負責汽車系統、音頻視頻等產品,以及提供企業自動化解決方案和相關服務。

其中,三星電子半導體業務,又分為內存、系統大規模集成(LSI)和晶圓代工業務。其中,內存產品是三星電子半導體業務的最大支柱。根據三星電子2018年的業績報表顯示,2018年三星電子半導體營收86.29萬億韓元,其中內存營收為72.38萬億韓元,占半導體營收的84%。三星電子雖然對其內存產品的嚴重依賴,但其內存也沒有辜負三星電子的期望。2017年7月,三星電子憑藉其在存儲上的優勢,迎來了高光時刻,取代英特爾成為了當時全球最大的半導體晶片製造商。具體來看,其DRAM內存晶片份額占了全球的40-45%左右,NAND快閃記憶體占了全球市場份額的30%-35%,也這反應出來了三星電子在內存業務上的強大。

據聯合報的報導顯示,由於去年下半年以來存儲晶片市場惡化,三星電子延後設備投資,但韓國電子時報近日的報導稱,三星電子已決定重新恢復對存儲晶片的投資。報導引述業內人士指出,三星電子已開始替南韓的平澤廠和中國的西安廠下單採購設備,主要是考量存儲晶片價格回穩,庫存也降低,並未透露三星電子明年的資本支出動向。據悉,三星電子為韓國P2廠採購了DRAM設備,先規劃2020年第1季每月新增約1萬片產能。為西安的X2晶圓廠添購了NAND Flash快閃記憶體機台,預計每月新增2萬片產能。除此之外,三星電子也正在討論X2晶圓廠追加採購規模4萬片晶圓的設施。以此,來鞏固其在存儲市場上的地位。

三星電子關鍵發展史

  • 1969年成立三星電子工業股份有限公司

  • 1974年進入半導體產業

  • 1983年進入大規模集成電路產業成功開發64Kb DRAM

  • 1984年韓國器興開闢了 1 號生產線,並開發256Kb DRAM

  • 1992年業界首次成功研發64Mb DRAM

  • 1993年內存晶片市場占有率世界第一

  • 1998年開始發布業界先進的 128Mb 快閃記憶體,並在美國奧斯汀工廠開始生產 (SAS)

  • 2002年開發業界先進的 90 納米級 2Gb NAND 快閃記憶體。

  • 2003年快閃記憶體市場占有率世界第一

  • 2005 年推出晶圓代工廠業務

  • 2010年大規模生產業界先進的 20 納米級 NAND 快閃記憶體

  • 2013年業內首款3D堆疊式結構NAND快閃記憶體開始量產(V—NAND)

  • 2014年三星電子西安半導體工廠竣工

  • 2015年為美國半導體業務設立新總部

  • 2016年業內首款10nm DRAM開始量產

  • 2017年版半導體銷售額世界第一

  • 2018年三星電子西安半導體2期工廠開工(V5 3D—NAND)

  • 2019年三星電子發布「半導體願景2030」藍圖

重要轉折點

三星電子創立初期,主要為日本三洋電子打工,組裝黑白電視機。1974 年,三星電子集團收購了韓國半導體公司50%的股份,進入半導體行業。1979 年,三星電子集團又收購了韓國半導體公司的剩餘股份,並將商號改為「三星電子半導體」。1988 年,三星電子、半導體及通訊公司合併為三星電子。

1986 年成立三星電子經濟研究院(SERI)& 1987 年成立三星電子綜合技術研究院(SAIT)。

三星電子經濟研究所是韓國著名的私營智囊部門之一,它涵蓋不同領域的東亞經濟問題和商業環境研究。三星電子綜合技術院是韓國三星電子的中央研究所。當年,這兩座研究所的成立促進了三星電子在電子、半導體、高聚合物化學、基因工程、光學通訊和航空工業等領域的擴展,為集團日後的發展打下了堅實的技術基礎。目前,SAIT的核心研究是下一代IT技術、醫療影像技術、智能信息檢索技術以及新材料研究。

1983年,三星電子在京畿道器興地區建成首個晶片廠,購買美光64K DRAM技術。

三星電子向當時遇到資金問題的美光公司購買64K DRAM技術,加工工藝則從日本夏普公司獲得,此外,三星電子還取得了夏普「互補金屬氧化物半導體工藝」的許可協議。雖然,在1983年,內存價格慘遭滑鐵盧。但是,在隨後的幾年中,三星電子仍然不畏嚴冬在增加內存上的投入。終於,在1993年,登頂全球內存市場榜首。至今,三星電子依舊保持著全球儲存器半導體市場第一的領先地位,建立起了無與倫比的競爭優勢。

2005 年推出晶圓代工廠業務。

三星電子2005年就推出了晶圓代工業務,但主要面向高端SoC領域,市占率並不高。但面對台積電、以及英特爾的壓力,三星電子於 2017 年將晶圓代工列為了獨立業務部門,以便更好地為客戶提供服務。通過利用三星電子久經考驗的半導體製造專業技術,三星電子的晶圓代工廠業務可以為全球的無晶圓廠和 IDM 半導體公司提供支持。

2018年三星電子研究院在英國、俄羅斯和加拿大等地陸續開設了三個新的研究中心

面對人工智慧的浪潮,三星電子自然不能落後。加上此前在韓國本土和美國地區所設置的研究院,三星電子已經在全球範圍內布局了五所人工智慧研究中心。

關於未來:不止是存儲,三星電子的新動作

對於半導體這樣投資時間長、投資規模大的行業來說,布局未來十分重要。半導體企業需要進行長期的高投資,才可能取得回報。從三星電子決定發展內存業務開始至今,三星電子一直在研發商保持著高投入,僅兩年來,三星電子在研發上的投入更是居於全球前三。

今年也不例外,在今年4月份,三星電子宣布了一項高達133萬億韓元(約合1200億美元)的半導體投資計劃,根據三星電子的計劃,133萬億韓元的投資中有73萬億韓元是技術研發費用,60萬億韓元是建設晶圓廠基礎設施,三星電子的目標是在2030年時不僅保持存儲晶片的領先,還要在邏輯晶片成為領導者。

那麼,除了存儲產品以外,三星電子還在哪些領域做了布局?

晶圓代工

從三星電子公布的半導體投資計劃上看,其中有60萬億韓元將會用於建設晶圓廠基礎設施。而從上文中,我們也了解到,從2005年開始三星電子就已經注意到了晶圓代工。2017 年三星電子將晶圓代工列為了獨立業務部門。2018年,三星電子開始定期舉行一年一度的晶圓代工論壇,來展示在先進工藝以及封裝上的進展。

2018年年初,在韓國首爾舉辦的三星晶圓代工論壇上,三星相關負責人表示:「今年的目標是到年底,將晶圓代工的市占率從第四名提升到第二名,超越聯電和格芯。未來則打算超越台積電」。不負重託的是,三星也真成為了晶圓代工界的第二。據集邦諮詢今年發布的全球前十大晶圓代工廠最新營收排名來看,台積電第一,三星第二,格芯第三。

眾所周知,三星電子是為數不多的參與10nm以下研究的玩家之一。目前,三星電子已經將其先進位程推進到了7nm工藝。但是,由於三星電子在7nm工藝上就導入了EUV技術,使得其7nm還沒進行大規模出貨,不過,據三星電子最新財報顯示,他們的7nm EUV工藝將在Q4季度量產,雖然三星沒有公布具體的信息,但是有市場推測表示,三星自家的Exynos 9825及5G SoC處理器Exynos 990都是7nm EUV工藝的,量產的應該是這兩款晶片。

7nm工藝以下,便是5nm工藝的搶灘戰。根據前不久外媒報導的內容顯示,三星、ARM、與新思科技已聯合宣布,開發了一整套優化工具和IP,可讓晶片廠商以三星5nm製程,快速生產基於ARM Herculues CPU核心的晶片。報導指出,三星5納米製程技術編號為5LPE,也就是5nm Low Power Early。該製程是三星7納米製程(7LPP),在第二代6納米(6LPP)製程之後,所發展出的第三代改良版製程。同樣地,在三星電子今年第三季度的財報上,也宣布了其在5nm方面的進展。公司稱,5nm EUV工藝已經完成了流片,並且獲得了新的客戶訂單。

在5nm還沒有真正到來之前,三星也對3nm工藝寄予了厚望。市場猜測,三星是想靠3nm來實現趕超台積電的夢想。在今年的晶圓代工論壇上,三星電子展示了其可用於生產3納米以下晶片、名為「環繞閘極」(GAA)技術的製程套件。三星稱在GAA技術領先全球晶圓代工龍頭台積電一年,更超前英特爾兩到三年。另據據韓國先驅報報導,為在晶圓代工領域超越台積電,應對不斷增長的半導體需求,三星電子還向ASML訂購15台先進EUV設備。

但是,從目前的狀況來看,據三星公布的數據顯示,2018年,三星晶圓代工營收中,來自IBM、高通和英偉達等外部客戶的收入占43%,其餘則為三星內部訂單。以此來看,三星自家業務的比重依然較大。另一方面,台積電在目前的7nm訂單上保持著巨大的優勢,5nm也搶先進入到試產階段。短期來說,三星要想要超越台積電並不是一件容易的事。

CMOS圖像傳感器

去年就有相關媒體報導顯示,三星電子正計劃增加圖像傳感器的生產能力,成為圖像傳感器市場的頂級企業。從IHS Markit的數據顯示,目前三星電子圖像傳感器產品市占率僅次於索尼。以此來看,三星電子要想登頂圖像傳感器榜首,只剩下索尼這一道門檻。同時,也有報導顯示,目前三星電子在圖形傳感器市場採用了兩項策略,包括採用更先進位程技術,以及更具競爭力的訂價策略,來挑戰市場龍頭索尼的地位。

據悉,近些年三星電子也開始推廣其可應用於智慧型手機的圖像傳感器。根據南韓媒體《KoreaBusiness》的報導顯示,三星電子的系統業務部已經確定LG 將成為其長期穩定客戶之一。另外,包括小米和OPPO 等新型智慧型手機也選用三星電子的圖像傳感器。受惠於此,也有市場預測,三星電子圖像傳感器的市占率將有所提升。

除了手機三攝/四攝的趨勢,推動了圖像傳感器的增長。汽車輔助駕駛的應用也同樣為圖像傳感器市場的持續增長做出了巨大的貢獻。因此,有市場認為,基於三星電子在圖像傳感器領域的頻頻動作,三星電子很有可能挑戰索尼在這個領域的地位。但從市占率上面看,索尼目前的地位,也很難被撼動。

手機SoC

2007 年,蘋果發布革命性的第一代 iPhone,初代的iPhone採用的是三星設計的 ARM 架構 SoC。隨後,三星電子也推出 Exynos 系列手機SoC。前不久,在三星電子發布的2019年三季度的財報中顯示,雖然三星電子的內存晶片價格受挫,拖累三星電子第三季度營業利潤同比大降56%。但是,受惠於智能機和手機螢幕業務,也使得三星電子的利潤得以超出預期。

三星電子認為,5G是未來的新興產業之一,為此,三星也在此處加大了投資。2018 年 8 月,三星拋出了未來三年將新增投資 180 萬億韓元的新方案,其中,就包含三星將向人工智慧、5G、生物技術、汽車半導體這 4 大新興產業投資 25 萬億韓元,以打造未來的增長引擎。

針對於5G 手機的發展,三星Exynos也於近日推出了其第一款5G雙模SoC晶片——Exynos 980。根據三星Exynos官網介紹,Exynos 980是基於三星自家的8nm FinFET製程工藝打造,是一款市場定位中高端的晶片。據悉,Exynos 980還內置了全新的神經處理單元(NPU)和數位訊號處理器(DSP),官方稱其AI算力比Exynos9610提升了2.7倍,比肩驍龍旗艦水平。據電腦報消息顯示,Exynos 980在年底前商用,這在很大程度上將會豐富消費者的5G終端選擇。據傳,Exynos 980 5G SoC將由vivo X系列手機首發。

顯示器

10月10日午間消息,在韓國總統文在寅以及三星電子公司副董事長李在鎔共同出席的一個活動上,三星電子宣布三星電子顯示器公司計劃投資13.1萬億韓元(約110億美元),用於開發和製造下一代顯示器產品,以此來應對來自中國競爭對手的供應和價格壓力。

這項投資被視為是三星電子重塑顯示器行業的一個舉措,同時此舉還能幫助三星電子保持其在全球市場上的領先地位,以及在韓國市場上的主導地位。文在寅表示,韓國政府將投資大約4000億韓元,推動下一代顯示器的開發。

三星電子還表示將在峨山建立一條量子點顯示器生產線,並將於2021年開始投產,初期年產能為3萬塊大於65英寸的面板。之後產能將會有所提升,該公司還制定了一個截止到2025年的長期發展計劃。

車載晶片

三星電子至始至終認定汽車行業會是其繼半導體,智慧型手機之後的新增長點。為此,2016年,三星電子宣布以約80億美元收購哈曼國際。三星期望到2025年把汽車電子業務做到年營收200億美元。

為了推動這個目標的實現,2018年,三星又在其官網重磅宣布推出兩個汽車應用解決方案品牌:三星Exynos Auto和三星ISOCELL Auto。據悉,Exynos Auto是車載處理器產品線,而ISOCELL Auto是車載圖像傳感器產品線。

據騰訊網的消息顯示,三星稱,車載處理器產品將規劃三個方向,面向信息娛樂系統的Exynos Auto V;面向自動駕駛及高級駕駛輔助的Exynos Auto A;和面向車載通信的Exynos Auto T。其中車載信息娛樂應用應該是三星最容易找到的突破口,一方面,信息娛樂系統與行車安全相關性不大,對功能安全要求較低,是新進廠商通常選擇主攻的領域;另一個方面,三星收購的哈曼電子主營方向之一即車載信息娛樂系統業務,這將成為三星汽車晶片的最佳試驗田。

三星對本國以外的投資

作為一家國際性企業,三星除了在本國進行投資以外,對國外(韓國以外)的投資力度也很大。以中國為例,1992年中韓建交後,三星對中國的投資正式開始;1995年,三星成立了中國總部;1996年3月,三星(中國)投資有限公司正式成立。

三星目前在中國的半導體工廠有:

1、天津三星電子有限公司:其在天津主要生產移動電話、液晶電視、OLED顯示屏、陶瓷電容、鋰離子電池等。2018年,三星與天津開發區簽署SDI二期項目建設投資合作協議。該項目投資8億美元建設圓柱形電池項目,占地10萬平方米。三星公關負責人表示,此次投資新建的動力電池初期主要應用於儲能系統、電動汽車和電動工具,後期將根據市場需求,增加其他應用領域電池生產線。

2、西安三星電子項目:在西安,三星就先後建立了高端存儲項目、半導體工廠、配套高端存儲項目的三星電子封裝測試項目,以及三星電子及三星數據兩個研發中心等完整產業鏈。工廠主要經營SSD、NAND Storage以及Micro 5D card。

2012年,三星公司在西安高新區落地生根。3月22日,韓國三星電子公司快閃記憶體晶片項目落戶西安,成立三星(中國)半導體有限公司。同年9月12日,一期投資70億美元的12英寸快閃記憶體晶片項目在西安高新區開工,2013年,緊隨著快閃記憶體晶片項目的落戶,三星電子又在西安高新區投資5億美元啟動了存儲晶片封裝測試項目。西安高新區的三星晶片工廠成為目前三星在海外投資的唯一一個集存儲晶片製造、封裝測試於一體的工廠。

三星半導體在中國的發展愈發蓬勃,但是在今年,三星手機卻陸續關閉了數家中國手機代工廠,並將其手機代工廠搬遷至越南、印度等地。按照網上的數據,截止至2019年初,三星系企業在越南投資了170多億美元用來建設這些工廠。這也為越南、印度等地的經濟發展起到了巨大的帶動作用。

總結

在過去的五十年里,三星電子從默默無名都人盡皆知,他們在DRAM和NAND FLASH方面的全球領導地位更是幾乎不容撼動。但最近因為市場需求和價格走勢的影響,三星電子存儲業務又面臨著嚴峻的挑戰。加上中國大陸在這方面的重視,三星電子面臨著五十年未見之新變局。他們也將目光轉向了晶圓代工等新興業務。

和他們當時做存儲時一樣,三星進軍的很多業務都有強勁的對手橫亘在前面,如何在這些相對新的領域尋找適合自己的崛起之路,這是三星電子需要重點考慮的問題。

*免責聲明:本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點,半導體行業觀察轉載僅為了傳達一種不同的觀點,不代表半導體行業觀察對該觀點讚同或支持,如果有任何異議,歡迎聯繫半導體行業觀察。

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