三星在5nm工艺能否与台积电一较高下?

作者:电工吧 日期:2020-11-20 10:34:45 人气: 栏目:市场动态

在晶圆代工这条跑道上,三星追了台积电很多年。

三星在上海正式发布旗下首款采用5nm工艺制程的手机处理器Exynos 1080,这是继苹果A14、海思麒麟9000之后,全球第三款5nm AP,也是业界第二款集成5G基带的5nm SoC。

观察全球,目前只有台积电和三星具备5nm FinFET工艺量产产能。以旗舰芯片来看,A14、麒麟9000均由台积电代工生产,三星则除了生产自家的Exynos处理器外,预计还将成为高通骁龙875的唯一制造商。

根据市场研究公司TrendForce数据,今年三季度三星预计将占据全球代工市场17.4%的份额,台积电依然把持主导地位,市场份额高达53.9%。

显而易见,当前的市场配额加强了三星试图赶超台积电的决心。尤其在苹果自研并发布了电脑芯片M1后,台积电传出爆单的情况之下。

韩媒BusinessKorea披露,NH 投资&证券的一名研究人员指出,苹果的M1芯片订单约占台积电5nm产能的25%,然而后者已将5nm产能的大部分用于生产A14芯片。这意味着,台积电可能无法满足苹果大量的M1订单需求,而三星无疑将成为苹果5nm需求的唯一转单者。

三星在5nm工艺能否与台积电一较高下?

但事实是,三星真的能如愿拿下苹果M1的订单吗?

三星在5nm工艺能否与台积电一较高下

众所周知,三星除了在14nm节点上领先于台积电量产,10nm、7nm和5nm均落后于后者。

值得一提的是,根据台积电公布的数据,与其7nm工艺相比,同样性能下的5nm工艺功耗降低了30%,同样功耗下的性能提升了15%。三星则表示,其5nm工艺较7nm具有10%的性能提升,相同处理器时钟和设计下的功耗降低了20%。在具体参数上,三星也落后台积电一步。

而且据台湾地区供应链透露,在华为订单留白之后,台积电的5nm近八成产能已被苹果包下,其余则被AMD联发科博通、高通等大客户抢光。

对比因良品率问题而刚刚投产5nm的三星,台积电年初量产的制程则更为成熟,更加稳定,相应的,客户订单规模也更大。

封装方面,三星正加快部署3D芯片封装技术,而台积电早已推出 “必杀绝技”。除拥有应用于后段3D封装的InFO(Integrated Fan-Out)技术,台积电针对前道3D封装也推出了SoIC(system-on-integrated-chips)和WoW(Wafer-on- Wafer)技术。

今年,台积电还分享了有关其3DFabric技术的详细信息,即将SoIC、InFO、CoWoS等3DIC平台整合在一起,使之成为“TSMC 3DFabric”。

台积电能稳居代工龙头宝座的关键还在于其始终坚持大手笔投资。

据悉,台积电本年度的资本支出提高至160~170亿美元,业内人士预估这一数据可能还会再小幅增加4~5亿美元,而明年资本支出将上调至180~190亿美元之间。

当然,三星在代工投入方面也“不吝千金”。2019年,三星曾宣布到2030年的每年向包括晶圆代工的逻辑芯片业务投资11万亿韩元(95.7亿美元),不过,即使如此大手笔的投入,与台积电相比仍差距甚远。

具体以EUV设备为例,根据业界消息,台积电已向ASML确认了2021年EUV设备机台的订单量与交货日期。

据AnandTech统计,台积电现占全球EUV设备安装量约50%。而2021年,台积电下定至少 13台起步,预计仍将包揽ASML年度EUV 设备一半以上的产量。

在先进工艺节点上,ASML的EUV设备已经成为各家晶圆厂亟欲争夺的稀缺资源。台积电采购的数量越多,也意味着留给三星的就越少。

韩媒近期透露,李在镕到访荷兰与ASML的CEO Peter Wennink、CTO Martin van den Brink等高管会晤期间要求,希望提前1个月交付三星今年订购的9台EUV光刻机。与台积电较量5nm实力,已成为三星必须及早实现的目标之一。

根据Cutress预估,台积电已向ASML购买了30至35台EUV设备。预计2021年底将超过50台,而三星届时将拥有约30台设备。

可以看出,相较三星,台积电持续维持高额资本支出,目的不外乎是确保技术优势。台经院对此更是犀利指出,至少在未来三到五年三星难以望其项背。

A9芯片门事件

另外不得不提到的是,三星能否成功抢单,“前车之鉴”也许会成为苹果的另一个参考。

2015年,苹果将iPhone 6s/iPhone 6s Plus系列的A9处理器分别交给三星和台积电生产。彼时有网友戏称:“明明拿到的都是iPhone 6s/iPhone 6s Plus,但就是不一样”。

相关测试结果也表明,搭载台积电A9处理器的iPhone 6s续航能力明显优于三星版本A9的iPhone 6s。有关两个版本A9优劣的争论愈演愈烈,甚至有不少收到三星版A9的iPhone 6s/6s Plus用户向苹果官方要求退换货。

对于这场“芯片门事件”,虽然苹果官方回应称,无论是何种颜色和型号,所有处理器都符合苹果最高的要求。两款(三星和台积电)处理器在电池续航方面仅有“2%-3%”的差别。

对于产品要求很高的工艺水准的苹果,真的能做到完全不介意吗?

赌一把?

目前,三星的5nm相关产品还未正式上市,其真实性能无法预测。对于苹果来说,要把M1芯片重新交到三星手上生产,有可能还会面临和之前同样的窘境。

再者,相较于台积电的纯晶圆代工模式,三星是走IDM模式的同时,作为第三方代工生产半导体。目前三星晶圆代工业务还未完全独立。

一些媒体消息显示,类似三星的经营模式可能会让其客户产生潜在的不信任感,即存在项目信息泄露的可能性,以及可能会与订单客户产生利益冲突。

但现在的问题是,台积电5nm产能没有余量,三星多年不懈追赶狠砸重金进行研发,苹果难道真的不会做出和2015年一样的安排吗?也许赌一把未必不可。

总结

晶圆代工企业在持续砸钱拼工艺的同时,也逐渐将行业的壁垒堆高,导致新玩家难以入局。

据Digitimes Research预计,全球晶圆代工业产值在2020年将增长17%,至700亿美元。而在2020年-2025年期间,晶圆代工的市场规模将以6%-7%的年复合增长率增长,到2025年将达到950亿美元。可观的市场势必将由台积电、三星、格芯、联电、中芯国际等厂商分食。

这其中,苹果M1订单会否转单三星,英特尔的芯片订单究竟会进入哪家工厂,一切似乎还看不到答案。两强之争未完待续。
       责任编辑:tzh

三星在5nm工艺能否与台积电一较高下?(图2)
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