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NEWS 学院动态

三星半导体的未来在何方?

来源:山西汇众电子商务有限公司 
三星电子面临着五十年未见之新变局。

1938年,李秉喆在韩国大邱市成立了一家食品贸易公司“三星商会”,主要业务是将韩国的干制鱼、蔬菜、水果等出口到中国的北京及东北地区。在韩语中,“三星”的意思就是三颗星星,“三”在东方文化中是个吉利的数字,李秉喆希望他的公司能像星星一样恒久。

时过境迁,三星早已经从一个水产公司发展成了一个庞大的集团,旗下子公司包含了:三星电子、三星SDI、三星SDS、三星电机、三星重工和三星生命等。当中,三星电子是韩国最大的电子工业企业,同时也是三星集团旗下最大的子公司。三星电子有限公司于1969年11月1日成立,今天,也是三星电子成立正五十周年的日子。

三星电子附属公司经营四个业务部门:消费电子(CE)、信息技术和移动通信(“IM”)、设备解决方案(“DS”)和哈曼(Harman)。CE包括数字电视、显示器、空调和冰箱等产品;IM部门包括移动电话、通信系统和计算机;DS部门经营半导体和面板方面的业务;Harman部门负责汽车系统、音频视频等产品,以及提供企业自动化解决方案和相关服务。

其中,三星电子半导体业务,又分为内存、系统大规模集成(LSI)和晶圆代工业务。其中,内存产品是三星电子半导体业务的最大支柱。根据三星电子2018年的业绩报表显示,2018年三星电子半导体营收86.29万亿韩元,其中内存营收为72.38万亿韩元,占半导体营收的84%。

三星电子虽然对其内存产品的严重依赖,但其内存也没有辜负三星电子的期望。2017年7月,三星电子凭借其在存储上的优势,迎来了高光时刻,取代英特尔成为了当时全球最大的半导体芯片制造商。具体来看,其DRAM内存芯片份额占了全球的40-45%左右,NAND闪存占了全球市场份额的30%-35%,也这反应出来了三星电子在内存业务上的强大。

据联合报的报道显示,由于去年下半年以来存储芯片市场恶化,三星电子延后设备投资,但韩国电子时报近日的报导称,三星电子已决定重新恢复对存储芯片的投资。

报导引述业内人士指出,三星电子已开始替南韩的平泽厂和中国的西安厂下单采购设备,主要是考量存储芯片价格回稳,库存也降低,并未透露三星电子明年的资本支出动向。据悉,三星电子为韩国P2厂采购了DRAM设备,先规划2020年第1季每月新增约1万片产能。

为西安的X2晶圆厂添购了NANDFlash快闪存储器机台,预计每月新增2万片产能。除此之外,三星电子也正在讨论X2晶圆厂追加采购规模4万片晶圆的设施。以此,来巩固其在存储市场上的地位。

三星电子关键发展史

  • 1969年成立三星电子工业股份有限公司

  • 1974年进入半导体产业

  • 1983年进入大规模集成电路产业成功开发64KbDRAM

  • 1984年韩国器兴开辟了1号生产线,并开发256KbDRAM

  • 1992年业界首次成功研发64MbDRAM

  • 1993年内存芯片市场占有率世界第一

  • 1998年开始发布业界先进的128Mb闪存,并在美国奥斯汀工厂开始生产(SAS)

  • 2002年开发业界先进的90纳米级2GbNAND闪存。

  • 2003年闪存市场占有率世界第一

  • 2005年推出晶圆代工厂业务

  • 2010年大规模生产业界先进的20纳米级NAND闪存

  • 2013年业内首款3D堆叠式结构NAND闪存开始量产(V—NAND)

  • 2014年三星电子西安半导体工厂竣工

  • 2015年为美国半导体业务设立新总部

  • 2016年业内首款10nmDRAM开始量产

  • 2017年版半导体销售额世界第一

  • 2018年三星电子西安半导体2期工厂开工(V53D—NAND)

  • 2019年三星电子发布“半导体愿景2030”蓝图

重要转折点

三星电子创立初期,主要为日本三洋电子打工,组装黑白电视机。1974年,三星电子集团收购了韩国半导体公司50%的股份,进入半导体行业。1979年,三星电子集团又收购了韩国半导体公司的剩余股份,并将商号改为“三星电子半导体”。1988年,三星电子、半导体及通讯公司合并为三星电子。

1986年成立三星电子经济研究院(SERI)&1987年成立三星电子综合技术研究院(SAIT)。

三星电子经济研究所是韩国著名的私营智囊部门之一,它涵盖不同领域的东亚经济问题和商业环境研究。三星电子综合技术院是韩国三星电子的中央研究所。

当年,这两座研究所的成立促进了三星电子在电子、半导体、高聚合物化学、基因工程、光学通讯和航空工业等领域的扩展,为集团日后的发展打下了坚实的技术基础。目前,SAIT的核心研究是下一代IT技术、医疗影像技术、智能信息检索技术以及新材料研究。

1983年,三星电子在京畿道器兴地区建成首个芯片厂,购买美光64KDRAM技术。

三星电子向当时遇到资金问题的美光公司购买64KDRAM技术,加工工艺则从日本夏普公司获得,此外,三星电子还取得了夏普“互补金属氧化物半导体工艺”的许可协议。虽然,在1983年,内存价格惨遭滑铁卢。但是,在随后的几年中,三星电子仍然不畏严冬在增加内存上的投入。

终于,在1993年,登顶全球内存市场榜首。至今,三星电子依旧保持着全球储存器半导体市场第一的领先地位,建立起了无与伦比的竞争优势。

2005年推出晶圆代工厂业务。

三星电子2005年就推出了晶圆代工业务,但主要面向高端SoC领域,市占率并不高。但面对台积电、以及英特尔的压力,三星电子于2017年将晶圆代工列为了独立业务部门,以便更好地为客户提供服务。通过利用三星电子久经考验的半导体制造专业技术,三星电子的晶圆代工厂业务可以为全球的无晶圆厂和IDM半导体公司提供支持。

2018年三星电子研究院在英国、俄罗斯和加拿大等地陆续开设了三个新的研究中心

面对人工智能的浪潮,三星电子自然不能落后。加上此前在韩国本土和美国地区所设置的研究院,三星电子已经在全球范围内布局了五所人工智能研究中心。

关于未来:不止是存储,三星电子的新动作

对于半导体这样投资时间长、投资规模大的行业来说,布局未来十分重要。半导体企业需要进行长期的高投资,才可能取得回报。从三星电子决定发展内存业务开始至今,三星电子一直在研发商保持着高投入,仅两年来,三星电子在研发上的投入更是居于全球前三。

今年也不例外,在今年4月份,三星电子宣布了一项高达133万亿韩元(约合1200亿美元)的半导体投资计划,根据三星电子的计划,133万亿韩元的投资中有73万亿韩元是技术研发费用,60万亿韩元是建设晶圆厂基础设施,三星电子的目标是在2030年时不仅保持存储芯片的领先,还要在逻辑芯片成为领导者。

那么,除了存储产品以外,三星电子还在哪些领域做了布局?

晶圆代工

从三星电子公布的半导体投资计划上看,其中有60万亿韩元将会用于建设晶圆厂基础设施。而从上文中,我们也了解到,从2005年开始三星电子就已经注意到了晶圆代工。2017年三星电子将晶圆代工列为了独立业务部门。2018年,三星电子开始定期举行一年一度的晶圆代工论坛,来展示在先进工艺以及封装上的进展。

2018年年初,在韩国首尔举办的三星晶圆代工论坛上,三星相关负责人表示:“今年的目标是到年底,将晶圆代工的市占率从第四名提升到第二名,超越联电和格芯。未来则打算超越台积电”。不负重托的是,三星也真成为了晶圆代工界的第二。据集邦咨询今年发布的全球前十大晶圆代工厂最新营收排名来看,台积电第一,三星第二,格芯第三。

三星半导体的未来在何方?

众所周知,三星电子是为数不多的参与10nm以下研究的玩家之一。目前,三星电子已经将其先进制程推进到了7nm工艺。

但是,由于三星电子在7nm工艺上就导入了EUV技术,使得其7nm还没进行大规模出货,不过,据三星电子最新财报显示,他们的7nmEUV工艺将在Q4季度量产,虽然三星没有公布具体的信息,但是有市场推测表示,三星自家的Exynos9825及5GSoC处理器Exynos990都是7nmEUV工艺的,量产的应该是这两款芯片。

7nm工艺以下,便是5nm工艺的抢滩战。根据前不久外媒报导的内容显示,三星、ARM、与新思科技已联合宣布,开发了一整套优化工具和IP,可让芯片厂商以三星5nm制程,快速生产基于ARMHerculuesCPU核心的芯片。报导指出,三星5纳米制程技术编号为5LPE,也就是5nmLowPowerEarly。

该制程是三星7纳米制程(7LPP),在第二代6纳米(6LPP)制程之后,所发展出的第三代改良版制程。同样地,在三星电子今年第三季度的财报上,也宣布了其在5nm方面的进展。公司称,5nmEUV工艺已经完成了流片,并且获得了新的客户订单。

在5nm还没有真正到来之前,三星也对3nm工艺寄予了厚望。市场猜测,三星是想靠3nm来实现赶超台积电的梦想。在今年的晶圆代工论坛上,三星电子展示了其可用于生产3纳米以下芯片、名为“环绕闸极”(GAA)技术的制程套件。

三星称在GAA技术领先全球晶圆代工龙头台积电一年,更超前英特尔两到三年。另据据韩国先驱报报道,为在晶圆代工领域超越台积电,应对不断增长的半导体需求,三星电子还向ASML订购15台先进EUV设备。

但是,从目前的状况来看,据三星公布的数据显示,2018年,三星晶圆代工营收中,来自IBM、高通和英伟达等外部客户的收入占43%,其余则为三星内部订单。以此来看,三星自家业务的比重依然较大。另一方面,台积电在目前的7nm订单上保持着巨大的优势,5nm也抢先进入到试产阶段。短期来说,三星要想要超越台积电并不是一件容易的事。

三星半导体的未来在何方?

CMOS图像传感器

去年就有相关媒体报道显示,三星电子正计划增加图像传感器的生产能力,成为图像传感器市场的顶级企业。从IHSMarkit的数据显示,目前三星电子图像传感器产品市占率仅次于索尼。以此来看,三星电子要想登顶图像传感器榜首,只剩下索尼这一道门槛。

同时,也有报道显示,目前三星电子在图形传感器市场采用了两项策略,包括采用更先进制程技术,以及更具竞争力的订价策略,来挑战市场龙头索尼的地位。

三星半导体的未来在何方?

据悉,近些年三星电子也开始推广其可应用于智能手机的图像传感器。根据南韩媒体《KoreaBusiness》的报导显示,三星电子的系统业务部已经确定LG将成为其长期稳定客户之一。另外,包括小米和OPPO等新型智能手机也选用三星电子的图像传感器。受惠于此,也有市场预测,三星电子图像传感器的市占率将有所提升。

除了手机三摄/四摄的趋势,推动了图像传感器的增长。汽车辅助驾驶的应用也同样为图像传感器市场的持续增长做出了巨大的贡献。因此,有市场认为,基于三星电子在图像传感器领域的频频动作,三星电子很有可能挑战索尼在这个领域的地位。但从市占率上面看,索尼目前的地位,也很难被撼动。

手机SoC

2007年,苹果发布革命性的第一代iPhone,初代的iPhone采用的是三星设计的ARM架构SoC。随后,三星电子也推出Exynos系列手机SoC。前不久,在三星电子发布的2019年三季度的财报中显示,虽然三星电子的内存芯片价格受挫,拖累三星电子第三季度营业利润同比大降56%。但是,受惠于智能机和手机屏幕业务,也使得三星电子的利润得以超出预期。

三星电子认为,5G是未来的新兴产业之一,为此,三星也在此处加大了投资。2018年8月,三星抛出了未来三年将新增投资180万亿韩元的新方案,其中,就包含三星将向人工智能、5G、生物技术、汽车半导体这4大新兴产业投资25万亿韩元,以打造未来的增长引擎。

针对于5G手机的发展,三星Exynos也于近日推出了其第一款5G双模SoC芯片——Exynos980。根据三星Exynos官网介绍,Exynos980是基于三星自家的8nmFinFET制程工艺打造,是一款市场定位中高端的芯片。

据悉,Exynos980还内置了全新的神经处理单元(NPU)和数字信号处理器(DSP),官方称其AI算力比Exynos9610提升了2.7倍,比肩骁龙旗舰水平。据电脑报消息显示,Exynos980在年底前商用,这在很大程度上将会丰富消费者的5G终端选择。据传,Exynos9805GSoC将由vivoX系列手机首发。

显示器

10月10日午间消息,在韩国总统文在寅以及三星电子公司副董事长李在镕共同出席的一个活动上,三星电子宣布三星电子显示器公司计划投资13.1万亿韩元(约110亿美元),用于开发和制造下一代显示器产品,以此来应对来自中国竞争对手的供应和价格压力。

这项投资被视为是三星电子重塑显示器行业的一个举措,同时此举还能帮助三星电子保持其在全球市场上的领先地位,以及在韩国市场上的主导地位。文在寅表示,韩国政府将投资大约4000亿韩元,推动下一代显示器的开发。

三星电子还表示将在峨山建立一条量子点显示器生产线,并将于2021年开始投产,初期年产能为3万块大于65英寸的面板。之后产能将会有所提升,该公司还制定了一个截止到2025年的长期发展计划。

车载芯片

三星电子至始至终认定汽车行业会是其继半导体,智能手机之后的新增长点。为此,2016年,三星电子宣布以约80亿美元收购哈曼国际。三星期望到2025年把汽车电子业务做到年营收200亿美元。

为了推动这个目标的实现,2018年,三星又在其官网重磅宣布推出两个汽车应用解决方案品牌:三星ExynosAuto和三星ISOCELLAuto。据悉,ExynosAuto是车载处理器产品线,而ISOCELLAuto是车载图像传感器产品线。

据腾讯网的消息显示,三星称,车载处理器产品将规划三个方向,面向信息娱乐系统的ExynosAutoV;面向自动驾驶及高级驾驶辅助的ExynosAutoA;和面向车载通信的ExynosAutoT。

其中车载信息娱乐应用应该是三星最容易找到的突破口,一方面,信息娱乐系统与行车安全相关性不大,对功能安全要求较低,是新进厂商通常选择主攻的领域;另一个方面,三星收购的哈曼电子主营方向之一即车载信息娱乐系统业务,这将成为三星汽车芯片的最佳试验田。

三星对本国以外的投资

作为一家国际性企业,三星除了在本国进行投资以外,对国外(韩国以外)的投资力度也很大。以中国为例,1992年中韩建交后,三星对中国的投资正式开始;1995年,三星成立了中国总部;1996年3月,三星(中国)投资有限公司正式成立。

三星目前在中国的半导体工厂有:

1、天津三星电子有限公司:其在天津主要生产移动电话、液晶电视、OLED显示屏、陶瓷电容、锂离子电池等。2018年,三星与天津开发区签署SDI二期项目建设投资合作协议。该项目投资8亿美元建设圆柱形电池项目,占地10万平方米。

三星公关负责人表示,此次投资新建的动力电池初期主要应用于储能系统、电动汽车和电动工具,后期将根据市场需求,增加其他应用领域电池生产线。

2、西安三星电子项目:在西安,三星就先后建立了高端存储项目、半导体工厂、配套高端存储项目的三星电子封装测试项目,以及三星电子及三星数据两个研发中心等完整产业链。工厂主要经营SSD、NANDStorage以及Micro5Dcard。

2012年,三星公司在西安高新区落地生根。3月22日,韩国三星电子公司闪存芯片项目落户西安,成立三星(中国)半导体有限公司。

同年9月12日,一期投资70亿美元的12英寸闪存芯片项目在西安高新区开工,2013年,紧随着闪存芯片项目的落户,三星电子又在西安高新区投资5亿美元启动了存储芯片封装测试项目。西安高新区的三星芯片工厂成为目前三星在海外投资的唯一一个集存储芯片制造、封装测试于一体的工厂。

三星半导体在中国的发展愈发蓬勃,但是在今年,三星手机却陆续关闭了数家中国手机代工厂,并将其手机代工厂搬迁至越南、印度等地。按照网上的数据,截止至2019年初,三星系企业在越南投资了170多亿美元用来建设这些工厂。这也为越南、印度等地的经济发展起到了巨大的带动作用。

总结

在过去的五十年里,三星电子从默默无名都人尽皆知,他们在DRAM和NANDFLASH方面的全球领导地位更是几乎不容撼动。但最近因为市场需求和价格走势的影响,三星电子存储业务又面临着严峻的挑战。加上中国大陆在这方面的重视,三星电子面临着五十年未见之新变局。他们也将目光转向了晶圆代工等新兴业务。

和他们当时做存储时一样,三星进军的很多业务都有强劲的对手横亘在前面,如何在这些相对新的领域寻找适合自己的崛起之路,这是三星电子需要重点考虑的问题。

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