臺積電、三星、英特爾的代工“三國志”
近日,三星正在與代工客戶展開商談,計劃今年把代工費用提高20%,以應對材料和物流成本上升壓力。彭博報道稱,整體提價幅度大約在15%—20%之間,具體幅度取決于代工芯片的復雜程度,成熟制程芯片漲幅會更大。新的定價將從今年下半年開始實施,三星已經完成了與一些客戶的磋商,但仍在與其他客戶進行討論。這標志著三星政策的重大轉變,可能提升智能手機、汽車等芯片下游需求方的成本壓力。三星去年頂住行業壓力,維持相對穩定的定價策略。
臺積電此前已公布提價計劃。公司計劃在2023年1月起將其晶圓代工報價上調6%。公司表示,提價主要是由于通脹壓力、成本上漲及滿足自身龐大的資本開支計劃。有別于去年8月該公司十年來首次全線大漲代工價格,明年臺積電先進制程與成熟制程價格漲幅相當。
目前臺積電與三星囊括了全球三分之二的晶圓代工市占,但是,近來從化學品、天然氣、再到晶圓到設備和材料等,晶圓代工商的制造成本在各個方面平均上漲約了20% ~30%,因此才不得不進一步提高晶圓代工的價格。
晶圓代工市場本就存在激烈的競爭。臺積電與三星本就“打”的不可開交,英特爾也試圖通過宣布重新進入晶圓代工來撼動競爭局面。三星和臺積電目前正在準備量產3nm工藝。
據臺媒報道,臺積電3nm制程今年8月將導入量產,但臺積電為取得更強的主動權,決定讓3nm研發團隊轉戰1.4nm,并預定下個月起跑,投入確認技術規格的第一階段開發,這也為臺積電準備跨足1nm世代。在3 nm尚未開始量產的情況下,運營一支將在遙遠的未來商業化的 1.4 nm研發團隊,臺積電有意識地追逐競爭對手。
三星的目標是在今年上半年開始量產3 nm半導體,并在2025年開始量產2 nm半導體。到2022年底,英特爾應該會增加他們的4nm節點,2023年,英特爾的3nm節點應該會增加,到2024年他們的20A(2nm)和18A(1.8nm)節點應該會增加。所有這些都是基于EUV的節點,到2024年底英特爾將很少使用基于非EUV的微處理器生產工藝。英特爾也正在建設基于EUV的生產工廠。
從目前的技術來看,據分析中國臺灣臺積電極有可能在2nm或更小工藝保持強勢地位。臺積電是一家以“不與客戶競爭”為座右銘的公司。它的客戶包括蘋果、高通、英偉達和 AMD 等半導體設計公司。代工公司的最大客戶蘋果公司長期以來將其所有移動處理器(AP)委托給臺積電,這一事實證明了臺積電的技術實力。三星過去也為蘋果的iPhone生產過AP,但自2015年iPhone 6以來,臺積電成為蘋果的主要供應商。臺積電與蘋果等設計公司的長期合作關系是通過臺積電的技術訣竅積累起來的。代工企業在生產半導體的過程中,每一個節點都需要進行無數次的微調,因此長期合作有利于提高產品質量或良率。中國臺灣的半導體生態系統也被認為是可以賦予臺積電長期競爭優勢的一個因素。與以標準化和量產為特征的存儲半導體不同,系統級芯片通常根據客戶需求進行制造。它必須經過專門從事半導體設計的設計公司、接受訂單生產半導體的代工廠以及生產的芯片的封測流程。
在中國臺灣,不僅有聯發科這樣的大型設計公司,還有世界第一封測廠的日月光。
三星的代工從2005年開始作為半導體部門內的代工業務團隊,但在2017年,代工業務團隊被提升為一個獨立的部門并認真擴展。
三星雖然是后來者,但通過專注于10nm以下的先進制程,正在縮小與臺積電的差距。2016年,三星在行業內首次開始量產10nm工藝,2017年,在行業內首次將極紫外(EUV)曝光設備引入7nm工藝。由于專注于尖端工藝,三星和臺積電目前在10 nm之上的工藝平分秋色。截至2021年三星的代工市場份額僅為18%,但據了解,10nm以上的代工市場,三星達到40%。三星并沒有就此止步,率先在3nm引入新的晶體管生產技術“Gate All-Around (GAA)”,并正在實施打敗臺積電的戰略。GAA是一種晶體管的溝道和柵極在四個側面接觸的技術。與將溝道和柵極接觸面限制在三個側面的現有FinFET方法相比,可以降低半導體工作的電壓并提高性能。如果三星在3nm的GAA技術上取得成功,預計與計劃首次在2nm引入GAA的臺積電相比,將能夠獲得競爭優勢。
英特爾是傳統半導體強者,但其在2018年退出代工業務,選擇專注于PC的中央處理器(CPU)。當時英特爾在代工方面的市場份額太低,無助于盈利,于是決定還是專注于當時幾乎壟斷的CPU。未能克服當時7nm代工工藝的技術壁壘也是其退出的原因之一。
然而,Pat Gelsinger宣布在2021年重新進入代工業務,并徹底改變了管理策略。據解讀,他決定不能錯過快速增長的代工市場。英特爾在代工制程方面較為落后,但是,英特爾因其出色的效率最大化而受到稱贊,即使線寬工藝相同,產品質量也因電路設計方式而異,在設計方面英特爾是無敵的。甚至英特爾的14nm產品也被評估為與競爭對手的10nm產品具有相似的性能。市場研究公司IC Knowledge總裁Scott Jones表示:“英特爾的10nm超細工藝將與臺積電的7nm工藝相媲美,7nm也將類似于臺積電的3nm工藝。如果成功,它將能夠在性能方面超越臺積電和三星。”另一個積極因素是,在美國政府的全力支持下,英特爾極有可能贏得美國芯片設計商的訂單。瑞穗證券研究員BJ Rakesh表示,“英特爾的計劃符合美國國防部希望在美國生產半導體的安全戰略。”
因此,英特爾將能夠獲得15-20%的代工市場份額。”不過,也有觀點認為英特爾的代工之路充滿困難險阻。一方面,技術是一大阻礙;另一方面,在勞動力和生產成本高的歐美有大廠的英特爾在降低生產成本方面也存在困難。
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