白癜风介绍 https://jbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/bdf/近日,韩国媒体报道:三星计划购买至少10台EUV光刻机,旨在扩大4nm逻辑芯片和存储芯片的产能。
年,芯片市场跌宕起伏,从“一芯难求”到“产能过剩”,芯片企业从香饽饽到无人理,可谓是令人眼花缭乱。
那么问题来了,三星逆势而行到底是为了什么?真的只是针对台积电吗?
三星芯片有多强
韩国的面积仅有我国浙江省大小,人口也仅有多万,GDP总量为1.8万亿美元。但是却出现了三星这样的巨无霸,这绝对是个奇葩。
三星一年的营收达到了韩国GDP的20%,所涉及的行业诸多。韩国民众笑称:韩国人一生离不开三件事,死亡、纳税和三星。
其实,三星不仅大而且技术很强。
三星是全球最大的芯片公司之一,存储芯片世界第一。
年,全球半导体营收总计达到亿美元,比年增长了26.3%。
其中三星以.9亿美元的营收,12.3%的市场占有率,超越了英特尔(12.2%),成为全球最大的半导体公司。
三星能取得如此优秀的成绩,主要依靠芯片制造和存储器芯片巨大的优势。
芯片制造二强
台积电和三星是全球唯二的先进芯片制造企业,如果你想制造7nm、5nm、4nm、3nm芯片,只能选择台积电或三星。
在先进制程方面,台积电一直压着三星一头,对此,三星十分恼怒。为此,三星也定下了目标:年超越台积电,成为芯片代工龙头。
但事实上,三星芯片制造份额为16.3%,与台积电的53%差距甚大。那么如何能够实现年的目标呢,就是加大投资。
年,三星在半导体设备上投入了43万亿韩元(约亿人民币),是半导体投资最大的企业,主要投向EUV光刻机、尖端工艺等领域。
台积电年半导体投资额亿人民币,排在第二位。
第三位是英特尔。
未来五年,三星将在芯片、生物科技领域投资2.37万亿元,同时增聘8万名员工。大有追赶超越的气势。
为了超越台积电,三星还在3nm工艺方面选择了难度很大GAA技术。
GAA的翻译成中文就是全环栅晶体管,可以进一步增强栅极控制能力,克服FinFET技术的物理缩放比例和性能限制。这种技术被称为延续“摩尔定律”的技术。
GAA技术拥有更加优秀的静电特性,同等尺寸下沟道控制能力更强,因此沟道可以做的更窄,工艺制程可以更精密。
而传统FinFET沟道仅三面被栅极包围,未被包围的那一面更加容易失去电子,从而降低沟道控制能力。
总的来说:GAA技术比FinFET技术更加优秀,造出的芯片不仅性能更强,还能降低15%—20%的功耗。
当然三星在这项技术方面还在探索、研发阶段。
台积电3nm采用了FinFET晶体管技术,也就是鳍式场效应晶体管,不仅成本更低,而且技术更加成熟。
对此台积电称:第一代3nm工艺较5nm性能提升15-20%,功耗降低30-35%,晶体管密度提高1.3倍。同时做了技术创新,使功耗和速度更加平衡。
台积电还表示:“三星的3nm比台积电的4nm还有些差距”。这简直是不给三星面子。
事实上台积电说的并没有错,三星的3nm工艺良品率太低了,仅为30%。4nm、5nm工艺良品率也低于台积电,漏电率高于台积电。
否则高通骁龙也不会被调侃为“火龙”,8Gen2也不会让台积电代工。
但是不管怎样,三星的信心十足、勇气可嘉。
存储芯片第一
三星在存储芯片领域拥有绝对的话语权,是妥妥的龙头老大。
目前,三星电子、SK海力士、美光占据了90%以上的存储芯片份额,其中,三星以42%的市场份额位居榜首,SK海力士占据28%市场份额,美光占据25%市场份额。
三星在DRAM市场份额为42.7%,NAND市场份额为34%,手机存储芯片市场份额为49%。
根据公开数据,全球存储器行业市场规模超过了亿美金,其中NANDFlash亿美元左右,DRAM亿美元。
未来,随着数据中心、AI、云计算等对存储器需求的增长,存储器行业仍将保持快速增长。
除了市场份额外,三星在存储技术上也十分强大。
据悉,三星今年推出了第八代V-NAND产品,以及第五代DRAM产品。
第八代产品为层3DNAND闪存芯片,存储密度达到了1Tb,是最高存储密度的产品。
与现有相同容量的闪存芯片相比,这款芯片可以提高20%的单晶生产率,从而进一步降低成本,未来大家有望买到更便宜的固态硬盘。
传输速度也提升了1.2倍,达到了2.4Gbps,可以满足PCIe4.0、5.0的性能要求,可使固态硬盘传输速度轻松超过12GB/S。
第五代DRAM采用了10nm工艺技术,年进入量产阶段,届时搭配32GbDDR5解决方案。
三星还表示,未来继续在DRAM研发上投入更多资源,研发新的架构和材料,V-NAND技术上将在年实现层。
可见,三星已经形成“高市占率→高营业额→研发投入大→技术领先→抢占市场”的良性循环。
但即便如此,仍然满足不了三星的野心,三星要超越台积电,成为真正的芯片第一。
10台EUV光刻机意味着什么?
我们知道,7nm以下制程的芯片必须要使用EUV光刻机。现实是,EUV光刻机只有荷兰ASML能够制造,仅此一家,再无分店。
ASML一年的EUV光刻机产能十分有限,大概40台左右,这40台的产能台积电拿走了一半,剩余的被三星、英特尔瓜分。
看到这,你大概能想到为什么台积电、三星、英特尔能够打造先进制造工艺了吧!因为其他公司没有EUV光刻机。
此时,三星宣布至少购买10台EUV光刻机,一方面是扩大自己的先进产能,另一方面必然是剑指台积电。
1台EUV光刻机售价12亿人民币,10台意味着亿的支出,加上厂房、原材料等,无疑是一笔庞大的开支。
但三星认为,这笔开支是值得的。
因为根据ASML的数据,一台EUV光刻机,一小时可以处理片12寸晶圆,如果24小时作业,一天可以处理片晶圆。
一块12寸晶圆,表面积约为平方毫米,而苹果A16的表面积为平方毫米,根据ASML的公式,再减去边角料,可以制造出片苹果A16。
如果24小时开足马力的话,每天可以生产万片,一年可以生产4.3亿片。
当然实际上EUV光刻机的效率远达不到如此效果,并且良品率也不会达到%,但即便是拥有30%的效率,也不可小觑啊!
那么10台EUV光刻机呢?开足马力的话,产能将会急速的扩大。
除了产能扩大外,此时投资芯片产业,价格也会更低,毕竟现在芯片处于低谷期,无论是设备、产品、还是材料等,价格都相对低一些。
那么台积电呢?会任由三星逆袭吗?当然不会!
台积电紧急布局先进产能
作为芯片代工的龙头,台积电自然也不会闲着。
12月6日,台积电在亚利桑那州的新工厂举办了隆重的“移机典礼”。
亚利桑那州的工厂总投资高达亿美元,并计划在年量产3nm芯片。台积电此举着实伤了一部分台湾民众的心,但它也没有办法啊!
一是、漂亮国要回归制造业,台积电首当其冲;二是、想要留住大客户苹果,总要付出点代价。
好在,这家工厂投产后,苹果、特斯拉、英伟达、美光等公司纷纷表示将产能转移至工厂中。
要知道仅苹果公司就贡献了台积电1/4的业绩,先进产能占比更是超过一半以上。
芯片慌时,台积电直接将代工费上调了10%—20%,但苹果仅上浮了3%左右,为什么?因为台积电已经离不开苹果公司了。
如果苹果将产能转移至三星旗下,那将对台积电造成巨大的打击,甚至直接改变芯片代工市场的格局。
因此,亚利桑那州的工厂,台积电不得不建。
12月29日,台积电官宣量产3nm芯片,同时建造新的研发基地,积极研发2nm技术。
台积电的3nm姗姗来迟,在时间节点上输给了三星,但刘德音表示:台积电的3nm比三星要靠谱。
早在年,台积电就着手研发3nm芯片技术,但直到年底才成功量产,工艺进度比预期慢了很多。
一方面是量产难度的问题,另一方面则是成本问题。
3nm工艺成本有多高呢?据悉3nm的EUV光罩层数高达26层,仅3nm工艺12英寸晶圆的报价就达到了3万美元,相比5nm的美元上涨77%,比7nm的美元翻了三倍。
7nm芯片单颗价格美元,5nm达到了美元,3nm呢?将达到—美元。
而制造出来的手机价格则更贵,恐怕只有苹果的iPhone能承受的起。
苹果公司对工艺要求是极高的,从富士康连夜加班生产iPhone,每天元挽留熟练工人,就能感觉到苹果带来的压力。
因此,当台积电拿着3nmN3工艺拿给苹果公司检验时,苹果直接拒绝了台积电:性能增长太低,我们要用下一代N3E。
这些原因,共同导致了台积电3nm工艺进展不及预期,那么台积电3nm工艺一定比三星要好吗?
根据以往的经验的确如此,但也有网友表示:之前的工艺三星和台积电都采用了FinFET工艺,台积电自然是有优势的,如今三星采用了GAA技术。
那么究竟谁更胜一筹呢?我们拭目以待吧!
写到最后
芯片发展前景不明,但三星决定扩产,不仅在先进产能上要追赶台积电,还要在存储芯片上甩开对手,三星的野心着实不小。
台积电面临着不小的挑战,面对挑战台积电似乎胸有成竹,但也有很多人开始看衰台积电了,台积电赴美就是衰落的开始。
反观国内芯片公司,中芯国际代表着最先进产能,但与三星相差4代。长江存储是最先进的存储芯片公司,与三星市场份额相差几十倍。
在“禁令”中的中国芯片,未来该如何发展呢?
我是科技铭程,欢迎共同讨论!