三星如何晉升為晶圓代工二哥？ | 半導體行業觀察
來源：內容由 微信公眾號 半導體行業觀察 （ID：icbank） 綜合自中國證券網等，謝謝。
近些年，作為巨無霸級別的IDM，三星一直覺得其晶圓代工業務水平還不夠好，視行業霸主臺積電為“眼中釘”，並通過大力投資、挖人等措施，不斷完善其晶圓代工技術能力和客戶認可度。
2017年，就傳出三星發下豪言要超越格芯(GlobalFoundries)和聯電，晉升為全球晶圓代工二哥，未來還要擠下臺積電，躍居市場霸主。
顯然，這一目標在2017年並沒有實現，然而，這一願望在2018年有望成為現實，
今年年初，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，將晶圓代工的市佔率從第四名提升到第二名，超越聯電和格芯。未來則打算超越臺積電”。
目標很是遠大！
據悉，2017年，三星晶圓代工部門的營收為46億美元、市佔率為6%，是全球第四大晶圓代工廠，落後臺積電、GlobalFoundries、聯電。據IC Insights報告預估，今年三星晶圓代工的營收將增至100億美元，市佔將升至14%，將躋身市場二哥位置。
根據IC Insights統計，2018年，在全球的純晶圓代工廠當中，臺積電將實現347.65億美元的營收，而排在第二位的GlobalFoundries營收為66.4億美元，而今年三星晶圓代工的營收有望增至100億美元，這樣就超過了GlobalFoundries，排在臺積電之後，位列第二。
不過，報告同時指出，三星市佔提高，主要是拆分晶圓代工部門的效應，並非業績真有大幅成長。由於三星的晶圓代工部門自立門戶，不再隸屬於系統LSI業務，因此，生產三星自家的Exynos手機晶片，算在三星的晶圓代工營收當中，市佔率因此猛增。
三星的底氣
晶圓代工產業是一個對技術和穩定性要求非常高的產業，同時是一個投入很高的產業。如果沒有利潤率不低，且數量龐大的產品支撐，運營一個晶圓廠是一個很艱難的任務。但三星發展的模式，讓他們解決了這些問題。
目前，三星晶圓代工共有三個廠區，分別是韓國器興（Giheung）的S1廠、美國德州奧斯汀的S2廠，以及韓國華城（Hwaseong）的S3廠。當中S3預計今年底啟用，將生產7nm、8nm、10nm製程晶片。
今年2月，三星宣佈投資60億美元，在首爾郊外新建半導體廠房。計劃擴大晶圓代工業務。此舉除了與臺積電競爭外，還有應對半導體行情波動的目的。
據悉，新工廠將於2019年下半年完工，2020年正式投產。將投產7nm及以下製程。
按照三星的計劃和時間表，明年匯入全版極紫外光（EUV）技術後，晶圓良率與價格將會優於臺積電，營收表現也會超越競爭對手。三星計劃在2018 下半年先行量產7nm製程，6nm與5nm製程隨後也將於2019 年上陣，可提供三星客戶更多選擇。
要有所改變
為了能夠專注於晶圓代工業務，2017年5月，三星宣佈將該業務部門獨立出來，成為一家純晶圓代工企業，並計劃在未來5年內取得晶片代工市場25%的份額。
此外，今年5月，三星為其晶片代工業務設立了研發中心，表明了該公司推動這一業務深入發展的決心。
據知情人士透露，為增強晶片代工業務能力，三星在其裝置解決方案部門（負責監管該公司的關鍵晶片業務）下設立了研發中心。研發中心將納入三星在裝置解決部門的八個現有研究機構，包括記憶體、系統大規模積體電路、半導體、封裝、LED、生產技術、軟體和顯示中心。
三星做出了各種各樣的努力，以進一步深入晶片代工業務，今年早些時候還啟動了三星先進的代工生態系統專案，來滿足晶片代工業務相關客戶的需求。一名行業觀察人士表示：它通過加強與包括高通在內的主要客戶的聯絡來促進增長。
格芯、聯電退出
先進製程帶來機遇
不久前，聯電宣佈不再投入14nm FinFET以下先進製程工藝結點技術的研發，將主要精力放在特色工藝技術和優化客戶服務水平上。這樣做，一方面是可以避開與臺積電硬碰硬式的競爭，影響資金利用效率，另外，這使其在穩健的發展策略和道路上又邁進了一步。
無獨有偶，在評估投資風險及客戶規模後，格芯不久前也宣佈，放棄12nm以下（不包括12nm）先進製程技術的研發，將精力放在特色工藝技術研發，特別是SOI工藝技術上來。
這樣，行業只剩下臺積電、英特爾和三星能繼續在7nm及更先進製程上競爭。三星在7nm全球首先匯入了EUV技術，預計2018年下半年投產，2019年將進一步推出7nm優化版，即5nm和4nm製程。
三星指出，7nm將應用在網路和汽車晶片領域，而非效能要求較高的GPU，這裡可以看出，三星7nm技術還很難獲得NVIDIA和AMD的青睞，雖然領先臺積電匯入了EUV技術，但與行業老大相比，其綜合工藝水平還是略遜一籌。
三星晶圓代工部門總裁鄭恩升表示，備受矚目的3nm製程，2020年將首度匯入GAA工藝，這是三星力推的下一代電晶體架構，同時搭配EUV技術。
爭奪蘋果訂單
在過去多年中，三星半導體部門和臺積電一直在激烈爭搶蘋果公司A系列處理器的訂單，最近幾年，臺積電獲得的訂單越來越多，三星逐步被蘋果冷落。
為爭奪蘋果訂單，三星一直在努力，據悉，三星依靠先進工藝，希望在2019年從臺積電手中分得一杯羹，爭取奪回部分A系晶片的訂單。
蘋果的A系列訂單的價格相比而言會更高，所以收益就更大，如果三星可以獲得更多的蘋果晶片訂單，那麼臺積電的營收就會下降，間接的就會影響臺積電的整體經營，在晶片這個如此燒錢的領域，如果營收不保的話，是很難堅持下去的，而如果一直接不到頂級晶片的訂單，勢必也會影響自己的量產能力。
在2014年之前，蘋果與三星曾維持了多年的合作關係。由於當時臺積電在良率上未能趕超三星，從2007年喬布斯釋出第一款iphone 開始，蘋果的第一代、第二代和第三代都是向三星採購的ARM架構晶片，接下來的A4、A5、A6和A7也都是由三星代工。
2014年是三星、臺積電和蘋果A系列處理器代工關係的轉變期。當時，蘋果正在大力推行去三星化，一旦出現在技術、產能上可以與三星匹敵的供應商，蘋果會馬上放棄三星。另外，2014年臺積電不僅完成了產能提升，且在20nm製程上實現突破，良率也大幅提升。
反之，三星在那個時候則開始掉鏈子，在20nm上遲遲無法解決關鍵問題，良率不能滿足。這就導致接下來的A10、A11、乃至接下來的A12，三星都無法從臺積電口中搶回訂單。但從近期三星發力晶圓代工業務的架勢來看，是要與臺積電對抗到底了。
臺積電自2016年以來一直都是蘋果“A系列”處理器的獨家供應商，為iPhone 7提供A10 Fusion處理器，為iPhone 8和iPhone X提供A11 Bionic處理器。
三星的工藝對比臺積電究竟哪家好？按之前蘋果A9處理器的媒體普通報道來看，是臺積電勝出。知乎上有人認為這事那麼簡單，做ASIC專案時，如果工藝不同，那就是一個全新的專案，設計上完全會不同，簡而言之mask是完全不一樣的。雖然不清楚蘋果是怎麼做的,就能接觸到的一些公司而言，是絕對不會平行開發兩家foundry的相同產品，開發成本會double甚至更多，產品週期也會拉長。一般design house會先在臺積電流片量產，後期降成本，會porting到UMC，SMIC這些foundry。考慮到三星的fin密度比臺積電高，很有可能蘋果是先設計臺積電工藝下的，然後再shrink到三星。真是如此的話，那三星代工A9比不過臺積電是很正常的。
今年臺積電仍是2018款iPhone所使用的A12處理器的獨家供應商，目前看來，2019款iPhone所使用的A13處理器也將繼續由臺積電獨家供貨，A13處理器預計將使用到使用7nm工藝+極紫外光刻工藝。
但是，三星並沒有放棄，希望2019年能從臺積電手中奪回部分A13處理器的代工訂單。
重金投資
FOPLP封裝技術
據悉，三星為搶回被臺積電通過整合型晶圓級扇出封裝(Integrated Fan-Out；InFO)繫結晶圓代工先進製程所流失的蘋果iPhone應用處理器訂單，旗下三星電機重金投資面板級扇出型封裝(Fan-Out Panel Level Packaging；FOPLP)技術，儘管目前三星尚未奪回蘋果AP大單，但近期三星電機已訂出新的先進封裝計劃，加上三星集團在儲存器、面板產業全方位的垂直模式，仍將是臺積電不可忽視的競爭對手。
據悉，臺積電仍將堅持使用晶圓級製程，包括進入量產的整合10nm邏輯晶片與儲存器的InFO-PoP，2018年底將通過驗證的整合型晶圓級扇出暨基板封裝(InFO_OS)、整合晶圓級扇出儲存器基板封裝(InFO_MS)等，將切入高效運算(HPC)、網通晶片應用市場。
儘管臺系封測廠商日月光、力成都高喊FOPLP商機，但三星仍是最敢投資研發FOPLP技術的廠商，且三星已量產可與InFO、CoWoS封裝分庭抗禮的FOPLP-PoP與I -Cube 2.5D先進封裝技術。
三星FOPLP最初是用來生產電源管理晶片，但進入2018年之後，已開始匯入量產穿戴式裝置的AP晶片，供自家穿戴式裝置新品Galaxy Watch使用，預計2019年全面跨入異質整合、晶圓堆疊的3D SiP系統級封裝。
不過，FOPLP仍面臨不小的挑戰，以目前FOPLP剛起步的狀況來看，經濟規模將是技術普及的最大挑戰，在初期良率還不夠好的狀態下，FOPLP產能要達到理想的成本優勢，短期內恐不易達成。
另外，FOPLP精細度要提升不容易，這也是三星先切入相對低階的穿戴式裝置AP，目前尚無法取得高階智慧型手機等級的客戶訂單，面對未來高效運算需求，包括AP、人工智慧晶片、GPU、ASIC或FPGA等高階晶片，恐無法使用現行的FOPLP裝置量產，況且FOPLP同樣有翹曲(warpage)等問題待解決。
FOPLP製程裝置投資風險大，也是一大挑戰，由於FOPLP無法沿用已有面板或晶圓製造裝置，多數業者必須以新制程製作裝置，機臺的成本相當高，若是用量不夠大，將無法支撐成本，投資回收將有相當難度。
降價20%搶單臺積電
有報道稱，三星為了跟臺積電搶單，已將代工價格下降了20%，以吸引高通、蘋果、NVIDIA及其他ASIC廠商的訂單，但考慮到其中的風險，這些廠商暫時還沒有迴應。原因可能在於7nm極紫外光刻工藝的質量和合格率風險，臺積電就遇到了這樣的麻煩。臺積電可能要在生產5nm工藝晶片時才會全面整合EUV光刻工藝。
EUV技術對任何客戶都非常有吸引力，包括蘋果，其實三星對 EUV 技術的各種風險也早有預期，因為三星最初僅計劃將 EUV 技術重點服務於 Galaxy S10 手機的 Exynos 晶片。
高通是另一塊肥肉
除了蘋果以外，高通是三星與臺積電爭奪的另一大客戶。
在高通的新款驍龍855晶片代工權被臺積電搶走之後，今年年初，三星終於有了好訊息，那就是高通7nm 5G移動晶片由三星代工。具體來講，是基於三星的7nm LPP工藝製造，該技術節點會引入EUV（極紫外光刻）。
為何高通7nm 5G晶片選擇由三星代工而不是臺積電呢？首先要說明的前提是臺積電7FF+和三星7LPP密度差距不大。其次，高通要拿三星S和note系的訂單。所謂7LPP的高通5G晶片，應該是2020年出來的高通865，明年的高通855會是臺積電的7FF。
三星官網稱，高通的5G晶片要用三星7PP。高通在2月釋出的首款7nm晶片——驍龍X24 LTE調變解調器現已開始向客戶出樣，首批商用終端預計將於2018年底上市。不過，X24卻是來自臺積電的7FF工藝。
競爭弱項
在晶圓代工方面，三星存在著天生的弱項，由於該公司是巨無霸級別的IDM，幾乎什麼都做，而一個什麼都做的企業，最大的敵人反而是自己。因為終端硬體的毛利，會不斷的下滑。反而是能自始至終專注在本業上的公司，可以成為產業中的領先者。特別是，中國的手機品牌崛起以後，三星近年成長的一大動能——手機的市佔率不斷下滑。看看IBM、SONY、HTC，就能明白，終端硬體的市場沒有永遠的贏家。除非能像蘋果一樣，常常是新產品的先驅，才能把握住市場，營收不斷提高（蘋果的軟體和系統都有競爭優勢）。
所以，一個什麼都做的企業，到最後必須去調整每個營收下滑部門的未來，是裁撤，還是縮減就好?是否要加深其他部門佔營收的比例?轉型的下一步是射門?.. .等等的問題。但在專注本業的公司上，特別是幾乎沒有敵人的公司，很少會有上述的問題。
另外，客戶疑慮也是一個問題。以蘋果為例，該公司一直在猶豫：到底要分配多少訂單給臺積電和三星呢？如果全部交給三星，但三星又是最大的智慧手機競爭對手，那麼他們代工的晶片可靠嘛？值得信任嗎？這些都是問題。
市場變化
促進代工業務發展
去年，三星半導體業務一共獲得了685億美元的收入，其中80%來自於快閃記憶體和記憶體晶片，其他收入來自於影象感測器、應用處理器和代工業務。
不過眾所周知的是，在歷史上，快閃記憶體和記憶體是一個價格頻繁波動的產品，去年形勢大好並不意味著將來也會旱澇保收。在過去幾個月時間裡，快閃記憶體芯片價格暴跌。另外，明年記憶體市場也不容樂觀。
在這樣得行業背景下，三星需要做好備份計劃，即在儲存晶片市場低迷的情況下，通過晶片代工等業務獲取更多收入。
中國市場成為重點
三星已提出要用5年時間將其在全球晶片代工市場的份額提升至25%，而當前臺積電佔有的市場份額高達60%，要想超越，難度極大。而作為具有巨大市場空間和發展潛力的中國，是三星今後要著重發展的版塊。
今年6月，在上海召開了“2018三星晶圓代工論壇(Samsung Foundry Forum 2018，SFF)”，這是該會議首次在中國舉辦，顯示出三星希望在中國市場獲得更多的晶片代工訂單，以提升其在全球晶片代工市場的份額。
在中國大陸，華為海思是最大的IC設計企業，此前有傳聞稱三星有意以供應給華為優質的中小尺寸OLED面板為條件，吸引華為海思將晶片訂單交給它，對於中國另一家晶片廠商位元大陸，三星也有意向爭取。
在過去很長一段時間，三星只接受高階晶片的代工，然而在中低端市場變得越來越龐大以後，三星也開始改變策略，擴大晶片代工範圍和領域，以爭取更多的市場份額。確保三星未來與臺積電相爭時具有足夠的競爭力。
隨著物聯網、自動駕駛等新興領域的發展，在中國催生了眾多IC設計公司，這些創業企業的訂單更是晶片代工企業的目標客戶，三星自然不會放過。
今年年初，三星宣佈開始對外提供成熟的8英寸晶圓代工技術服務，為中小型企業提供多專案晶圓服務（MPW）。這意味著，三星將不再只滿足於面向高通、蘋果等大型客戶的需求，而是開始進軍中小型企業代工市場。
在對外提供的MPW服務中，三星的8英寸工藝技術解決方案主要在eFlash、顯示器驅動IC、指紋感測器、RF/IoT等領域，並且在成熟的180nm、130nm、90nm技術之外，還包括了65nm的eFlash，以及70nm的顯示器驅動IC的解決方案。
開放MPW業務，一方面可以解決其產能利用率不足的問題，另一方面，由於臺積電在高階晶片代工方面很強大，這讓三星短期內難以完成其設定的佔領代工市場25%的目標，因此三星另闢MPW蹊徑，轉戰8英寸成熟工藝市場。
“中國有著較大的8英寸市場，因此三星來中國拓展8英寸業務一點也不奇怪。在8英寸工藝領域，中國有很多設計公司，雖然不一定能夠幫助三星達到25%的市場份額，但是哪怕達到10%、11%，對於三星來說，也總比沒有強。”半導體業內專家莫大康說。
然而，在中國，三星的8英寸MPW業務要面對中芯國際和華虹的競爭。另外，8英寸代工服務方面，不同工藝有不同的應用場合，而且不能只看工藝，也要看設計服務能力，中國8英寸可選擇的代工有很多，三星在這方面的挑戰不小。
張忠謀眼中的
三星晶圓代工
去年，在被問及主要競爭對手三星在技術、市場、規模、營運前景、產業地位時，臺積電創始人張忠謀表示，他在5年以前就已經預測到未來三星將會是很強大的競爭對手，但老實說，在10年前可沒想到三星有一天會這麼強。
張忠謀認為，三星的長處是非常有決心、非常有毅力，一旦決定要做什麼事，最高層決定後，整個公司是拼命執行，這是很了不起的一個組織，高層一旦決定下令，全體就會凝聚在一起把目標達成，三星已經證明很多次了。
Foundry行業的企業文化是很重要的，Foundry是“服務”的企業文化，意思就是服務別的公司。張忠謀指出，因為有了在德州儀器工作的經驗，他很清楚晶圓代工需要什麼樣的企業文化，當創辦一個全新的公司(臺積電)時，可以重新塑造這個文化。這方面三星做的比英特爾好，這就是三星很特別的長處，上面一下指令，下面可以馬上凝聚起來，韓國人就是有這個本領，但這在美國沒有這麼容易，臺灣地區也沒有！臺積電之所以可以，是因為一開始就塑造這樣的企業文化。
結語
按照三星晶圓代工業務的發展態勢，成為全球二哥是指日可待的，今年可能是因為業務拆分所致，未來，三星憑藉率先採用7nm的EUV製程，明年有望拿下虛擬貨幣業者的ASIC訂單，並供貨給高通和蘋果，營收有望快速成長，其晶圓代工業務在2019和2020年將很有看頭。