三星进军逻辑芯片面临的挑战

2019-05-28
14:00:10
来源: 半导体行业观察

由于存储芯片的价格波动很大,三星电子正在寻求通过扩大更高附加值,来减少公司对存储芯片市场的严重依赖。

伴随着三星电子 于4月24日宣布,将在 2030年投资133万亿韩元(1114亿美元)用于逻辑芯片,韩国政府也于4月28日宣布将注入1万亿美元用于逻辑芯片的研发。

从内存转向逻辑芯片将是一个严峻的挑战。不同芯片组的设计要求和营销策略是截然不同的,并且现存的玩家也可能会抵制三星在逻辑芯片上的发展。

逻辑芯片

尽管三星在内存业务方面几乎是无与伦比的强者,它占据了全球60%以上的市场份额,但其在逻辑芯片领域的表现却要弱得多:它只占市场份额的3.4%。

逻辑芯片主要用于移动电话和汽车,可以为智能手机,PC,服务器等存储信息。逻辑芯片则更复杂:它们需要执行复杂的功能,如计算和控制。逻辑芯片包括计算机中使用的中央处理单元(CPU),智能手机和平板电脑中使用的应用处理器(AP),汽车信息娱乐系统的AP和相机中使用的图像传感器。

由于逻辑芯片更加以设计为中心,而且更加多样化,它们的商品化程度较低,因此不太容易受到困扰存储器行业的周期性衰退的影响。这些下滑不仅体现在三星的业绩上,还对韩国经济产生了更广泛的影响。

专家表示,逻辑芯片业务的成功取决于保护客户,而不仅仅是技术能力。因此,预计坐拥巨额现金的三星,将收购既拥有技术、又与客户建立了牢固关系的系统芯片公司。

同时,三星也在内部制造方面投入巨资。电子巨头计划扩大其代工业务,在该业务中,三星将生产由公司自己设计的芯片,和无晶圆厂企业设计的芯片 – 即设计但没有生产芯片工厂(“fabs”)的公司。

逻辑芯片部门包括设计半导体的“fabless”业务,为fabless生产晶圆,进行封装完成芯片,并进行测试。

为手机制造AP的高通是全球逻辑芯片领域领先的无厂制造商。台湾积体电路制造公司,简称台积电,是一家领先的半导体晶圆代工公司。

英特尔和三星电子有不同的商业模式, 作为集成设备制造商(IDM),他们可进行设计,制造,封装和测试芯片。

与需要大量投资和精细加工技术的存储芯片业务不同,逻辑芯片业务需要高度先进的芯片设计技能才能满足客户的各种需求。

为此,三星决定在研发方面投入更多资金。该公司计划将在12年内投资60万亿韩元用于制造逻辑芯片的生产设施和基础设施,同期的研发支出也将达到73万亿韩元。

“考虑到英特尔和台积电每年在设施投资上的花费大约在100亿至120亿美元之间,三星这样规模的投入这不是什么大问题,”Eugene Investment&Securities的半导体行业分析师Lee Seung-woo表示。“另一方面,研发投入的金额巨大。”

制造与营销

台湾专注于代工业务的台积电在全球市场占据主导地位,占据了50%以上的份额。

为了与台积电竞争,三星电子目前正在首尔以南约40公里的华城建设一家代工厂,投资额达6万亿韩元。为了确保芯片处理技术的竞争优势,该公司将推出一种使用EUVL(极紫外光刻)的7纳米工艺,以更准确地绘制电路。

台积电是一家纯粹的代工企业,只生产晶圆,而三星电子则希望成为一家从头到尾的IDM代工企业,可同时进行生产、封装和测试。

三星希望完成EUVL生产线,使其在保护客户方面具有优势,但专家表示,考虑到无晶圆厂和代工公司之间的紧密关系,这并不容易。

“当三星应用14纳米FinFET处理技术时,许多人预计三星将赶上台积电,因为三星在技术上被认为领先于台积电,但这并没有发生,”Lee说。“代工业务的成功不仅仅是技术问题。”

他指出,三星的产品组合涉及到芯片到AP以及移动电话,而这对于其扩展代工业务产生了不利的影响,因为信任是一个很重要的问题。

“无晶圆厂企业可能不乐意将芯片生产委托给竞争对手三星,”李说。“为了克服这些困难,三星需要让客户相信他们拥有卓越的加工技术和产品。”

根据半导体市场研究公司IBS的数据,截至去年年底,三星的逻辑芯片代工市场份额为14.9%。

“由于代工合同是长期合同,持续三到五年,与客户的信任很重要,”另一位业内专家说。“一旦成为客户,就不会轻易改变委托公司。”

尽管如此,三星仍然在进行营销活动。“自2017年以来,三星一直在美国,中国和欧洲举办代工论坛,”专家说。“Fabless公司最初的反应是持怀疑态度,但现在他们更加关注,询问生产成本。他们可以通过扩大供应线来引发价格竞争。“

这为专辑补充说:“由于没有多少公司拥有卓越的技术,我认为三星可以增加其代工市场份额,但这需要时间”。

一个生态系统的出现

在推广其代工业务的同时,三星还决定支持韩国专注于半导体设计的中小型无晶圆厂公司。它计划提供知识产权,例如与设计相关的分析工具和软件,以便韩国无晶圆厂客户可以增强其竞争优势并缩短开发周期。三星还计划使用这些中小企业设计的少量产品。

韩国政府还宣布,到2030年将投入1万亿韩元用于研究和开发项目,以培育本国半导体体系。该项目旨在逻辑芯片行业上建立本国的半导体设计和制造生态系统。

专家表示,创建广泛的生态系统是培育逻辑芯片产业的关键。此计划标志着一个主要区别,即与之前具有相同目标,但在过去并未成功的策略。

韩国工业经济与贸易研究所(KIET)研究员Kim Yang-paeng表示:“最近推出的措施更广泛地考虑了半导体系统。到目前为止,我们只关心开发半导体技术,但这一次,我们已经扩展了支持代工厂和无晶圆厂公司之间关系的政策。”

他指出,韩国企业有能力在生物芯片,图形和电信等领域设计半导体技术。

然而,专家指出,由于韩国市场规模小,缺乏逻辑芯片代工厂,这些公司开发的原型半导体在生产和商业化方面上仍旧存在着困难。

三星早期的举动

三星已经开发出系统半导体以及核心存储芯片业务 ,但规模远远小得多。

“三星一直在开发用于汽车的系统芯片,由于没有经过安全认证,所以还没有进行销售,”金说。“三星也生产用于移动设备的AP,但它们仅用于本地市场。其出口手机使用的是高通公司的芯片组。这是因为法律法规因国家而异。“

然而,事情正在发生变化。本月早些时候,三星获得德国测试和认证机构TUV Rheinland颁发的国际安全标准“ISO 26262”认证,用于车辆半导体的开发和管理流程。有了这个,三星将为奥迪提供其“Exynos Auto V9”,这是一种用于全面控制车载信息娱乐系统的车辆的逻辑芯片。

Lee表示,除了代工业务外,三星需要在汽车、移动AP和CPU的开发和销售方面获得竞争优势。

"除非三星证明其技术卓越,否则汽车制造商要削减与现有合作伙伴公司的交易并使用三星产品并不容易,"尤金分析师表示。"此外,许多人预计未来的汽车将类似于'轮式手机',在这方面,汽车制造商可能会对三星最终进入汽车行业持谨慎态度。"

关于CPU子行业,专家建议三星专注于代工生产,因为由于许可问题,该领域很难实现快速增长。“三星为服务器开发了CPU,但结果并不好,”Lee说。“这或许会是一个正确的时机去吸引英特尔的竞争对手ADM,作为CPU代工客户。”

在三星现有的半导体产品组合中,用于手机摄像头的图像传感器被认为是最好的产品。芯片市场研究公司IHS Markit Inc.表示,截至去年年底,三星在图像传感器方面的全球市场份额为19.6%,仅次于日本的索尼。

考虑到三星是世界上最大的手机制造商,协同效应存在,表明前景更加光明。

“三星在图像传感器领域做得很好,”lee说。“这是一项在技术上没有巨大差距的业务,三星可以成为第一。”

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