三星挑战台积电的“底气”

出品｜数位时代

晶圆代工龙头台积电宣布5纳米先进制程，已于今年第二季进入量产时，另一头的三星也紧追在后。

根据TrendForce旗下拓墣产业研究院最新调研结果显示，预估今年第3季全球晶圆代工市场，台积电仍将以过半、53.9%市占率称王，且年成长率高达21%，而三星则以17.4%位居第二，年成长率为4%，虽然比第一季的18.8%略有下滑，拓墣认为主要出自于Galaxy S20销售状况不佳所致，若下半年智能型手机市场能扳回一城，市占率表现上依旧有机会紧咬台积电不放。

由于5纳米制程预计将在年底前量产，且根据外媒报导，除自家产品外，高通也会将Snapdragon X60等部分产品在三星的5纳米下单，为三星的先进制程打了一剂强心针。在英特尔（intel）制程卡关的此刻，先进制程这条路上只剩下台积电跟三星在「车拼」，继续为突破摩尔定律努力。

紧咬技术不放，3纳米换架构力拼提升良率

「台积电还是会怕三星。」长期关注半导体产业的微驱科技总经理吴金荣认为，台积电内心的顾虑，并不是因为目前的制程进度上有闪失，而是三星背后有着韩国人战斗的精神，如过去3纳米架构也是率先由三星喊出将从目前采用的FinFET（鳍式晶体管）改变成GAA（闸极全环）。

外界预测，此举是为了抢救现在三星在7纳米、5纳米良率偏低的原因，因为GAA架构在实验室里面被发现，其抑制漏电的状况比起FinFET架构要好得多，若能有效控制漏电，对于芯片的效能表现将有所帮助。

《数位时代》曾访问台积电的首席科学家黄汉森，针对三纳米延续FinFET架构一事，他表示不与三星同调改采GAA，除了是包括成本、客户IC设计衔接等问题外，台积电依旧有能力在制程进入更小的阶段上，仍采用原架构并且维持产品的效能表现，展现了晶圆代工龙头在技术上的优势地位。

此外，吴金荣观察，三星先进制程发展落后给台积电，有另一个原因是因为三星集团还有记忆体部门需要发展，因此分散了研发能量。再者，三星因为并非如台积电专精于晶圆代工，因此在产能的分配上，以及满足各种客户不同IC设计规格的需求，三星就没有台积电这样快速调整的本事。

但近期三星宣布，将在平泽园区扩编生产线，生产最先进的DRAM产品，同时提供新世代V-NAND与晶圆代工解决方案，目的就是为了巩固三星在工业4.0时代技术领先的地位。吴金荣更直指，目前三星手上约有10逾台EUV机台，接下来也会积极向ASML进货，「看得出来三星仍全力往高级制程冲刺。」

祭出价格战，抢下IBM、NVIDIA订单

即便在技术上输台积电一截，但三星已拥有能量产的先进制程技术，至少有机会能分到台积电无法消化的订单。

台经院分析师刘佩真就指出，即便「最终可获取的市占率不多，但仍有机会获得台积电承接不了的前一个世代制程技术的订单（如7纳米）。」

NVIDIA与三星最新合作就是一个例子。NVIDIA近期发表的新一代绘图芯片GeForce RTX 30，主打高CP值路线，背后就是采用三星8纳米LPP（Low Power Plus）制程。

虽然NVIDIA不是第一次在三星下单，但从NVIDIA与竞争对手AMD打肉搏战的此时，端出了一款极有价格竞争力的产品来看，就不难猜测，三星确实在「报价」上相当具有竞争力。

吴金荣分析，台积电一直以来在价格上比较强悍，而三星过往都有可能以低于台积电20-35%的价格来抢单。知识力专家社群创办人曲建仲进一步补充，三星可以先以低价竞争抢到客户，然后再逐步调整制程的良率表现，IBM的订单即是如此。

三星最大的致命伤就是「台积电不会跟客户竞争，」吴金荣指出，三星作为一个IDM半导体业者，同时又身兼晶圆代工，若是有手机芯片IC设计业者要来下单，难免会担心企业的商业机密被窃取，而这一点一直是三星的罩门。

Q2砸逾2000亿资本支出，5纳米下半年量产

从营运成绩来看，三星半导体表现确实不容小觑。今年第二季财报，三星半导体事业合并营收为18.23兆韩元（约1045亿人民币），较去年同期成长13%；营业利润达到5.43兆韩元（约合311亿人民币），较去年同期成长2.03%。半导体成为三星旗下包括面板、行动装置等事业体里面，营收跟获利最高的一环。

另一方面，第二季三星电子的资本支出达到9.8兆韩元（约合561亿人民币），其中半导体业务就占了约88%、8.6兆韩元（约合494亿人民币），主要投资于最先进的5纳米与8纳米制程，并将积极研发4纳米制程技术。

甚至建置新厂的脚步，也没有落后给台积电。当台积电在南科积极购地，为接下来南科厂的产能布局时，三星也在韩国的平泽市（Pyeongtaek）跟华城市（Hwaseong）两地「大兴土木」。

今年5月，三星宣布第6座南韩晶圆代工厂正式动工，地点就在平泽市，将采用5纳米制程技术，同时三星也定调这个工厂未来也将专注于5纳米以下的EUV制程技术，并预计在2021年下半年开始运作，将会成为5G、高效能运算（HPC）等解决方案的核心制造基地。

此外，2019年首批基于7纳米EUV制程的产品量产后，三星也在今年上半年于华城厂新增一条全新的EUV专用V1生产线，预计将在今年下半年开始少量生产5纳米制程，待2021年平泽厂生产线一起加入后，将有助于三星的代工产能能大幅提升。

展现优势，发展异构整合技术迎战对手

除了布建厂房，刘佩真也点出在面对摩尔定律是否走到极限时，异构整合就成了解决摩尔定律的其中一个方式，「而三星在异构整合上的技术也不能小看。」

工研院电子与光电系统研究所所长吴志毅曾指出，人工智能的时代下因为会产生出大量资料，必须被「储存」及「运算」，而当前的设计多半是将CPU跟记忆体分开处理，这会使资讯在两者间的传输产生额外的耗能而影响表现，他认为将CPU跟记忆体做异构整合会是接下来的趋势。

而三星不仅拥有晶圆代工技术，同时也具备记忆体优势，因此近期端出了3D IC封装技术「X-Cube」，根据三星的解释，该技术采用硅穿孔科技（through-silicon Via，TSV ），除了能塞入更多的记忆体、让资讯的传输路径大幅缩短外，同时也可加快数据传送速度跟能源效益，能满足5G、AI甚至是高效能运算的需求，X-Cube将可用于7纳米跟5纳米先进制程上。

不只是三星，台积电在今年技术论坛上也推出3D硅堆叠与先进封装技术家族的「3D Fabric平台」，包括CoWoS、整合型扇出（InFo）以及系统整合芯片（TSMC-SoIC）等，都是透过异构整合的方式抢进高级封装市场，满足顾客需求的技术。

张忠谋：跟三星的战争还没有赢

2018年裸退的台积电创办人张忠谋，将三星视为「可畏的对手」，他在去年（2019）底接受媒体专访，提及对手三星时直言：「台积电跟三星的战争绝对还没结束，我们只是赢了一、两场battle（战役），整个war（战争）还没有赢。」

三星2019年曾喊出要砸下133兆韩元（约合3.3兆新台币）发展逻辑芯片跟晶圆代工等业务，目的是要在2030年击垮台积电、抢下晶圆代工龙头的宝座。这可行吗？或许三纳米转换架构只是一个开端，接着不仅有下一代、还有下下一代的技术节点要跟台积电进行肉搏战，同时半导体随着5G时代的到来而产生出各种全新的应用，如第三代化合物半导体等，对不论是台积电或三星而言，绝对都是全新的功课。

三星都还在努力中，台积电又怎能轻易松懈。这场双雄的斗争结果会如何，大家都还在看。