據(jù)IC Insights統(tǒng)計(jì)，2017年，全球前八大晶圓代工廠占總市場(chǎng)份額的88％。其中，臺(tái)積電繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位，穩(wěn)居第一。

 

八大代工廠中，三星是唯一的IDM廠商。雖然2017年僅增長(zhǎng)4％，但仍然是最大的IDM代工廠。

 

 

Foundry業(yè)務(wù)是三星的核心版塊，這些年在與臺(tái)積電爭(zhēng)奪先進(jìn)制程工藝市場(chǎng)話語(yǔ)權(quán)方面，下足了功夫，也一直是業(yè)界的熱門話題。

 

近些年，作為巨無霸級(jí)別的IDM，三星一直覺得其晶圓代工業(yè)務(wù)水平還不夠好，視行業(yè)霸主臺(tái)積電為“眼中釘”，并通過大力投資、獨(dú)立代工業(yè)務(wù)、挖人等措施，不斷完善其晶圓代工技術(shù)能力和客戶認(rèn)可度。

 

2015~2016年，隨著三星Foundry先進(jìn)制程能力的逐步成熟，其從臺(tái)積電那里奪得了不少大客戶訂單，收入頗豐。彼時(shí)的智能手機(jī)市場(chǎng)處于平臺(tái)期（開始出現(xiàn)衰退，但對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的影響有滯后效應(yīng)），對(duì)于相關(guān)芯片的需求量還是比較旺盛。這兩方面的因素，使得三星Foundry在2016年出現(xiàn)了大幅度的增長(zhǎng)。

 

而到了2016~2017年，隨著臺(tái)積電先進(jìn)制程的進(jìn)一步成熟，三星Foundry部分大訂單又被臺(tái)積電搶了回去；此外，全球智能手機(jī)市場(chǎng)全面衰退，其負(fù)面效應(yīng)也開始顯現(xiàn)，對(duì)相關(guān)先進(jìn)制程芯片的需求大減?？梢哉f，這兩個(gè)因素是導(dǎo)致三星Foundry在2017年銷售額同比增幅（4%）大幅下降的主因。

 

2018年初，在韓國(guó)首爾舉辦的三星晶圓代工論壇上，三星相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“今年的目標(biāo)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(lián)電和格芯。未來則打算超越臺(tái)積電”。

 

2017年，三星晶圓代工部門的營(yíng)收為46億美元、市占率為6%。根據(jù)IC Insights統(tǒng)計(jì)，2018年，臺(tái)積電將實(shí)現(xiàn)347.65億美元的營(yíng)收，排在第二位的GlobalFoundries營(yíng)收為66.4億美元，而今年三星晶圓代工營(yíng)收有望增至100億美元，市占將升至14%。這樣就超過了GlobalFoundries，排在臺(tái)積電之后，位列第二。

 

不過，報(bào)告同時(shí)指出，三星市占提高，主要是拆分晶圓代工部門的效應(yīng)，并非業(yè)績(jī)真有大幅成長(zhǎng)。由于三星的晶圓代工部門自立門戶，不再隸屬于系統(tǒng)LSI業(yè)務(wù)，因此，生產(chǎn)三星自家的Exynos手機(jī)芯片，算在三星的晶圓代工營(yíng)收當(dāng)中，市占率因此猛增。

 

 

資本支出

 

作為具有高技術(shù)含量的重資產(chǎn)業(yè)務(wù)，F(xiàn)oundry需要的投入的資金量巨大。

 

2017年，晶圓代工業(yè)內(nèi)前五大廠商的資本支出之和占到了全行業(yè)資本支出的95.6%之多，臺(tái)積電和三星的資本支出占全球Foundry廠的70%。而臺(tái)積電一家就占據(jù)半壁江山，一直在大力建廠擴(kuò)產(chǎn)，不斷鞏固其行業(yè)老大地位。

 

三星方面，其90nm制程節(jié)點(diǎn)的研發(fā)費(fèi)用為2.8億美元，而20nm的研發(fā)費(fèi)用則飆升到了14億美元，這還不包括后期的新生產(chǎn)線生產(chǎn)費(fèi)用和建廠費(fèi)用。因此，先進(jìn)制程研發(fā)逐漸成為了巨頭的游戲，其結(jié)果就是：具備130nm制程生產(chǎn)能力的廠家有22家，而能夠以16/14nm制程技術(shù)進(jìn)行晶圓代工的廠商數(shù)量銳減到了5家。而具備10nm、7nm，以及更先進(jìn)制程技術(shù)能力的廠商，也只剩下了臺(tái)積電、三星和英特爾這3家。因?yàn)檫M(jìn)行7nm、5nm的研發(fā)費(fèi)用過于高昂，如果沒有足夠量、穩(wěn)定的客戶支撐，只能是巨虧，所以，GlobalFoundries和UMC于今年先后退出了10nm及更先進(jìn)制程工藝的爭(zhēng)奪戰(zhàn)。

 

 

先進(jìn)制程比拼

 

IC Insights資料顯示，2017年全球晶圓代工銷售額為623.1億美元，其中16/20nm及以下先進(jìn)制程占比為24%，約150億美元。IDM與代工市場(chǎng)份額平分秋色。

 

在先進(jìn)制程方面，臺(tái)積電處于絕對(duì)領(lǐng)先地位，三星位居其次。臺(tái)積電在2011年便攻克了 28nm HKMG制程，之后先進(jìn)制程發(fā)展迅速，其7nm制程已于2018下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，預(yù)計(jì)2019年收入占比將超過20%。5nm將于2019年4月進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)，預(yù)計(jì)在2020年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。而三星宣布于2018下半年投產(chǎn)7nm，5nm及以下的先進(jìn)制程也在規(guī)劃中。

 

 

圖：臺(tái)積電與三星先進(jìn)制程技術(shù)發(fā)展路線（來源：中金公司）

 

 

晶圓代工先進(jìn)制程市場(chǎng)一直保持高度壟斷的格局。目前全球具備10nm制程工藝量產(chǎn)能力的只有臺(tái)積電和三星兩家，而三星作為全能型 IDM 廠商，又與自己的代工客戶有一定的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，擁有手機(jī)市場(chǎng)以及自研的Exynos系列SoC芯片作為談判籌碼，對(duì)合作客戶來說有不小壓力。

 

手機(jī)SoC芯片是頂尖制程的最主要應(yīng)用領(lǐng)域。在全球主要SoC設(shè)計(jì)廠商中，蘋果的處理器曾在三星代工，目前全部在臺(tái)積電代工，高通的旗艦芯片驍龍800系列以及中高端芯片驍龍 600系列在臺(tái)積電和三星都有下單；聯(lián)發(fā)科的SoC芯片截至目前全部在臺(tái)積電代工。三星電子的Exynos系列SoC全部在三星代工，華為海思的SoC芯片截至目前全部在臺(tái)積電代工。 

 

總體來看，臺(tái)積電和三星壟斷了使用先進(jìn)制程的手機(jī)SoC芯片代工。

 

在晶體管密度方面

 

據(jù)悉，臺(tái)積電16nm制程的芯片，每平方毫米約有2900萬個(gè)晶體管，三星14nm的芯片每平方毫米有3050萬個(gè)晶體管，柵極長(zhǎng)度方面，臺(tái)積電的是33nm，三星的是30nm。

 

10nm方面，臺(tái)積電的晶體管密度為每平方毫米4810萬個(gè)，三星的是每平方毫米5160 萬個(gè)。

 

14nm方面，三星的鰭片高度為49nm，臺(tái)積電的鰭片高度約為44nm。

 

盡管命名有差別，但臺(tái)積電和三星的技術(shù)水平總體是并駕齊驅(qū)的，從各項(xiàng)指標(biāo)來看，預(yù)計(jì)2019年量產(chǎn)的臺(tái)積電7nm EUV版（N7+）、三星7nm的各項(xiàng)參數(shù)基本相近。

 

目前，臺(tái)積電初代7nm（未采用EUV）已經(jīng)量產(chǎn)，是市面已量產(chǎn)的最先進(jìn)制程，時(shí)間上具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)，該優(yōu)勢(shì)至少能保持到2019年（競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手開始量產(chǎn)），且2019年臺(tái)積電仍有望率先量產(chǎn)EUV版制程，以保持先發(fā)優(yōu)勢(shì)。預(yù)計(jì)臺(tái)積電2018年量產(chǎn)的7nm芯片超過50款，包括CPU、GPU、AI加速芯片、礦機(jī)ASIC、網(wǎng)絡(luò)、游戲、5G、汽車芯片等。

 

在EUV使用方面

 

臺(tái)積電與三星是ASML前兩大訂購(gòu)客戶。

 

目前，臺(tái)積電的EUV設(shè)備最多，有10臺(tái)，是ASML最大客戶，三星次之，有6臺(tái)。EUV作為7nm以下制程必備工藝設(shè)備，對(duì)廠商最新制程量產(chǎn)具有至關(guān)重要的作用。由于對(duì)精度要求極高，臺(tái)積電與ASML在研發(fā)上有深入合作。

 

 

臺(tái)積電迭代速度快

 

半導(dǎo)體制造技術(shù)步入14/16nm節(jié)點(diǎn)之后，需要采用FinFET工藝來抑制晶體管漏電和可控度降低的問題，由此導(dǎo)致技術(shù)開發(fā)難度和資本投入都大幅度增加，因此這一門檻也被視為先進(jìn)制程技術(shù)的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)。臺(tái)積電的28nm制程從2011年開始量產(chǎn)，領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手3~5 年，并從2014年開始量產(chǎn)16/20nm的，之后就進(jìn)入了快速增長(zhǎng)期，到2015年兩種制程的占比已經(jīng)達(dá)到49%。

 

臺(tái)積電為了充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，非常注重先進(jìn)制程量產(chǎn)后的迅速擴(kuò)容。如臺(tái)積電的130nm制程在2003年投入量產(chǎn)后，其營(yíng)收占比僅用一年時(shí)間就從0陡升到28%；28nm制程的營(yíng)收占比在2011年投入量產(chǎn)后，同樣只用了一年就從2%爬升到22%。迅速擴(kuò)張先進(jìn)產(chǎn)能幫助臺(tái)積電在每一個(gè)先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)都能快速搶占客戶資源、擴(kuò)大先發(fā)優(yōu)勢(shì)，并使其產(chǎn)能結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)于同業(yè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，這樣，更高的產(chǎn)品附加值帶來了更高的毛利率。

 

圖：2017年臺(tái)積電先進(jìn)制程的營(yíng)收占比

 

 

三星IDM模式的缺陷

 

三星是2017年全球營(yíng)收排名第一的半導(dǎo)體公司，全年?duì)I收高達(dá)435.4 億美元，其主要業(yè)務(wù)包括CE（Consumer Electronics，消費(fèi)電子）、IM（IT & Mobile Communications）以及與半導(dǎo)體制造相關(guān)的DS（Device Solution，設(shè)備解決方案）三大部分。

 

從三星電子過去3年的營(yíng)收結(jié)構(gòu)來看，其DS業(yè)務(wù)的擴(kuò)張速度最為明顯，2017年第四季度，其DS部門營(yíng)收占總營(yíng)收比重超過40%，成為三星電子的兩大支柱業(yè)務(wù)之一。

 

DS業(yè)務(wù)又細(xì)分為半導(dǎo)體和顯示設(shè)備，其晶圓代工部門就在半導(dǎo)體細(xì)分業(yè)務(wù)中。2017年三星電子的晶圓代工營(yíng)收只有44億美元，在三星電子DS總營(yíng)收中僅占13%。由于三星電子是 IDM，其設(shè)備投入和資源要優(yōu)先服務(wù)于三星電子的DRAM和NAND Flash等存儲(chǔ)產(chǎn)品的生產(chǎn)，能夠分配給晶圓代工部門的資源相對(duì)有限。

 

三星電子代工部門另一個(gè)問題則是行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)問題，三星業(yè)務(wù)范圍廣泛，諸如蘋果、高通等主要客戶本身也是三星電子的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，即便知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專利得到良好保護(hù)，也不能保證供應(yīng)鏈的靈活自主和上層競(jìng)爭(zhēng)帶來的影響。比如蘋果的A4~A7系列處理器均在三星代工，2011年雙方爆發(fā)系列專利訴訟后，蘋果將A8轉(zhuǎn)單至臺(tái)積電代工，A9分別交由臺(tái)積電和三星代工，A10又是全部由臺(tái)積電代工。

 

由于上述原因，三星電子的代工部門雖然在制程技術(shù)的進(jìn)展上和臺(tái)積電不分伯仲，但其背景決定了它很難成為晶圓代工領(lǐng)域的巨無霸。

 

因此，三星于2017年決定將晶圓代工業(yè)務(wù)獨(dú)立出來，以進(jìn)一步提升其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

 

綜上，為了提升競(jìng)爭(zhēng)力，三星在調(diào)整晶圓代工的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)，而臺(tái)積電依然在不斷鞏固自身的優(yōu)勢(shì)，明后兩年這兩強(qiáng)的市場(chǎng)爭(zhēng)奪戰(zhàn)將更加有看頭。