集微網消息,在晶圓代工這條跑道上,三星追了臺積電很多年。
11月12日,三星在上海正式發布旗下首款採用5nm工藝製程的手機處理器Exynos 1080,這是繼蘋果A14、海思麒麟9000之後,全球第三款5nm AP,也是業界第二款集成5G基帶的5nm SoC。
觀察全球,目前只有臺積電和三星具備5nm FinFET工藝量產產能。以旗艦晶片來看,A14、麒麟9000均由臺積電代工生產,三星則除了生產自家的Exynos處理器外,預計還將成為高通驍龍875的唯一製造商。
根據市場研究公司TrendForce數據,今年三季度三星預計將佔據全球代工市場17.4%的份額,臺積電依然把持主導地位,市場份額高達53.9%。
顯而易見,當前的市場配額加強了三星試圖趕超臺積電的決心。尤其在蘋果自研並發布了電腦晶片M1後,臺積電傳出爆單的情況之下。
韓媒BusinessKorea披露,NH 投資&證券的一名研究人員指出,蘋果的M1晶片訂單約佔臺積電5nm產能的25%,然而後者已將5nm產能的大部分用於生產A14晶片。這意味著,臺積電可能無法滿足蘋果大量的M1訂單需求,而三星無疑將成為蘋果5nm需求的唯一轉單者。
但事實是,三星真的能如願拿下蘋果M1的訂單嗎?
三星在5nm工藝能否與臺積電一較高下
眾所周知,三星除了在14nm節點上領先於臺積電量產,10nm、7nm和5nm均落後於後者。
值得一提的是,根據臺積電公布的數據,與其7nm工藝相比,同樣性能下的5nm工藝功耗降低了30%,同樣功耗下的性能提升了15%。三星則表示,其5nm工藝較7nm具有10%的性能提升,相同處理器時鐘和設計下的功耗降低了20%。在具體參數上,三星也落後臺積電一步。
而且據臺灣地區供應鏈透露,在華為訂單留白之後,臺積電的5nm近八成產能已被蘋果包下,其餘則被AMD、聯發科、博通、高通等大客戶搶光。
對比因良品率問題而剛剛投產5nm的三星,臺積電年初量產的製程則更為成熟,更加穩定,相應的,客戶訂單規模也更大。
封裝方面,三星正加快部署3D晶片封裝技術,而臺積電早已推出 「必殺絕技」。除擁有應用於後段3D封裝的InFO(Integrated Fan-Out)技術,臺積電針對前道3D封裝也推出了SoIC(system-on-integrated-chips)和WoW(Wafer-on- Wafer)技術。
今年,臺積電還分享了有關其3DFabric技術的詳細信息,即將SoIC、InFO、CoWoS等3DIC平臺整合在一起,使之成為「TSMC 3DFabric」。
臺積電能穩居代工龍頭寶座的關鍵還在於其始終堅持大手筆投資。
據悉,臺積電本年度的資本支出提高至160~170億美元,業內人士預估這一數據可能還會再小幅增加4~5億美元,而明年資本支出將上調至180~190億美元之間。
(圖源:臺灣工商時報)
當然,三星在代工投入方面也「不吝千金」。2019年,三星曾宣布到2030年的每年向包括晶圓代工的邏輯晶片業務投資11萬億韓元(95.7億美元),不過,即使如此大手筆的投入,與臺積電相比仍差距甚遠。
具體以EUV設備為例,根據業界消息,臺積電已向ASML確認了2021年EUV設備機臺的訂單量與交貨日期。
據AnandTech統計,臺積電現佔全球EUV設備安裝量約50%。而2021年,臺積電下定至少 13臺起步,預計仍將包攬ASML年度EUV 設備一半以上的產量。
在先進工藝節點上,ASML的EUV設備已經成為各家晶圓廠亟欲爭奪的稀缺資源。臺積電採購的數量越多,也意味著留給三星的就越少。
韓媒近期透露,李在鎔到訪荷蘭與ASML的CEO Peter Wennink、CTO Martin van den Brink等高管會晤期間要求,希望提前1個月交付三星今年訂購的9臺EUV光刻機。與臺積電較量5nm實力,已成為三星必須及早實現的目標之一。
根據Cutress預估,臺積電已向ASML購買了30至35臺EUV設備。預計2021年底將超過50臺,而三星屆時將擁有約30臺設備。
可以看出,相較三星,臺積電持續維持高額資本支出,目的不外乎是確保技術優勢。臺經院對此更是犀利指出,至少在未來三到五年三星難以望其項背。
A9晶片門事件
另外不得不提到的是,三星能否成功搶單,「前車之鑑」也許會成為蘋果的另一個參考。
2015年,蘋果將iPhone 6s/iPhone 6s Plus系列的A9處理器分別交給三星和臺積電生產。彼時有網友戲稱:「明明拿到的都是iPhone 6s/iPhone 6s Plus,但就是不一樣」。
相關測試結果也表明,搭載臺積電A9處理器的iPhone 6s續航能力明顯優於三星版本A9的iPhone 6s。有關兩個版本A9優劣的爭論愈演愈烈,甚至有不少收到三星版A9的iPhone 6s/6s Plus用戶向蘋果官方要求退換貨。
對於這場「晶片門事件」,雖然蘋果官方回應稱,無論是何種顏色和型號,所有處理器都符合蘋果最高的要求。兩款(三星和臺積電)處理器在電池續航方面僅有「2%-3%」的差別。
對於產品要求很高的工藝水準的蘋果,真的能做到完全不介意嗎?
賭一把?
目前,三星的5nm相關產品還未正式上市,其真實性能無法預測。對於蘋果來說,要把M1晶片重新交到三星手上生產,有可能還會面臨和之前同樣的窘境。
再者,相較於臺積電的純晶圓代工模式,三星是走IDM模式的同時,作為第三方代工生產半導體。目前三星晶圓代工業務還未完全獨立。
一些媒體消息顯示,類似三星的經營模式可能會讓其客戶產生潛在的不信任感,即存在項目信息洩露的可能性,以及可能會與訂單客戶產生利益衝突。
但現在的問題是,臺積電5nm產能沒有餘量,三星多年不懈追趕狠砸重金進行研發,蘋果難道真的不會做出和2015年一樣的安排嗎?也許賭一把未必不可。
總結
晶圓代工企業在持續砸錢拼工藝的同時,也逐漸將行業的壁壘堆高,導致新玩家難以入局。
據Digitimes Research預計,全球晶圓代工業產值在2020年將增長17%,至700億美元。而在2020年-2025年期間,晶圓代工的市場規模將以6%-7%的年複合增長率增長,到2025年將達到950億美元。可觀的市場勢必將由臺積電、三星、格芯、聯電、中芯國際等廠商分食。
這其中,蘋果M1訂單會否轉單三星,英特爾的晶片訂單究竟會進入哪家工廠,一切似乎還看不到答案。兩強之爭未完待續。
(校對/零叄)