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圓晶代工生產(chǎn)：三星手機PK臺積電，誰的贏面大？
臺積電近期多事之秋，于2018年6月進(jìn)行高管交接，也各自在2018年8月產(chǎn)生計算機病毒感柒惡性事件，和2019年1月暴發(fā)圓晶品質(zhì)缺陷惡性事件，但多虧30以來，焊錫產(chǎn)品研發(fā)穩(wěn)扎穩(wěn)打，穩(wěn)打穩(wěn)扎，確保優(yōu)秀焊錫一路領(lǐng)先。
2019年4月24日，三星公司發(fā)布了將來的融資計劃和總體目標(biāo)，方案在將來12年之內(nèi)（2019年至2030年）項目投資約1200億美金提升系統(tǒng)軟件LSI和圓晶代工生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程層面的競爭能力；并借助廉價搶到NVIDIA下代GPU訂單信息，完全力挑臺積電。 但目前遭受日本國原料禁運，抹到了一層層黑影。
文中從發(fā)展史、生產(chǎn)地、優(yōu)秀焊錫、封裝合理布局等層面來整理三星手機挑戰(zhàn)臺積電的贏面。
一、發(fā)展史
1、臺積電
1987年2月21日創(chuàng)立，臺積電宣布創(chuàng)立，開辟純圓晶代工生產(chǎn)新方式；1988年企業(yè)營業(yè)額超出臺幣10億；1991年企業(yè)實現(xiàn)提高效益臺幣5億，自此無1年虧本；1993年營業(yè)額超出臺幣100億；1994年9月在中國臺灣發(fā)售，當(dāng)初營業(yè)額達(dá)臺幣193億（約6億美金）；1995年營業(yè)額超出10億美金；1998年營業(yè)額超出臺幣500億；2000年營業(yè)額初次超出1000億臺幣（臺幣1660億）；2008年營業(yè)額超出100億美金（臺幣3330億）；2012年營業(yè)額初次超出臺幣5000億；2018年營業(yè)額初次超出臺幣10000億。2017年和2018年的市場份額為56%。
做為技術(shù)專業(yè)集成電路芯片生產(chǎn)制造第三產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)始者與管理者，臺積電潛心為全世界Fabless企業(yè)、IDM企業(yè)和系統(tǒng)集成公司出示圓晶生產(chǎn)制造服務(wù)項目。自開創(chuàng)剛開始，臺積電即不斷出示顧客最優(yōu)秀的技術(shù)性及臺積電TSMC COMPATIBLE設(shè)計構(gòu)思服務(wù)項目，在出示優(yōu)秀的圓晶生產(chǎn)工藝與最好的生產(chǎn)制造高效率上已創(chuàng)建了優(yōu)良的信譽。
臺積電在有著優(yōu)秀技術(shù)性后，將其轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)制造優(yōu)點，主要包括合格率、可信性、按時供貨性、充裕的生產(chǎn)能力以應(yīng)對客戶滿意度和生產(chǎn)制造周期時間等。技術(shù)性與生產(chǎn)制造上的優(yōu)點，轉(zhuǎn)化成與顧客的長期性信賴關(guān)聯(lián)。
2、三星公司
2005年，三星公司剛開始進(jìn)到12英尺邏輯性加工工藝圓晶代工生產(chǎn)行業(yè)，2017年5月12日，三星公司公布調(diào)節(jié)企業(yè)各個部門，將圓晶代工生產(chǎn)各個部門從系統(tǒng)軟件LSI各個部門中單獨出去，創(chuàng)立三星公司圓晶代工生產(chǎn)，關(guān)鍵承擔(dān)為全世界顧客生產(chǎn)制造非存儲芯片，進(jìn)而與以臺積電為先的純圓晶代工生產(chǎn)企業(yè)市場競爭。
從2005年到2009年，三星公司的時代工營業(yè)額不夠4億美金。到2010年啃上iPhone（Appple），剛開始代工生產(chǎn)iPhoneA系列產(chǎn)品Cpu（包含A4、A5、A6、A7），代工生產(chǎn)主營業(yè)務(wù)收入出現(xiàn)爆長，2010年總體代工生產(chǎn)收益猛增至12億美金（在其中 iPhoneA系列產(chǎn)品Cpu商品代工生產(chǎn)收益達(dá)8億美金）。因為iPhone等移動智能終端商品交貨猛增，三星公司的圓晶代工生產(chǎn)營業(yè)額節(jié)節(jié)攀升，到2013年超過39.5億美金，當(dāng)初iPhone的代工生產(chǎn)收益占據(jù)企業(yè)代工生產(chǎn)全年收入的86%。能夠說2010年至
2013年三星公司的代工生產(chǎn)營業(yè)額徹底是靠iPhone在支撐點。
因為20納米技術(shù)加工工藝焊錫合格率沒法攻克等多方面的緣故，2014年三星公司喪失iPhoneA系列產(chǎn)品Cpu訂單信息，iPhoneA8Cpu所有交給臺積電（TSMC）代工生產(chǎn)；2015年總算搶得A9Cpu一部分訂單信息，但因為合格率和功率操縱比不上臺積電，造成2016年的A10Cpu又所有由臺積電包圓。因為喪失iPhone這一客戶，造成2014年和2015年圓晶代工生產(chǎn)營業(yè)額出現(xiàn)下降。
以便彌補生產(chǎn)能力，三星公司代工生產(chǎn)單位積極主動進(jìn)攻，搶到高通驍龍（Qualcomm）運用Cpu和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器集成ic、超微半導(dǎo)體材料（AMD）的微控制器集成ic、英特爾顯卡（Nvidia）的圖像處理集成ic、安霸（Ambarella）的視覺解決集成ic、特斯拉汽車（Tesla）的自駕游系統(tǒng)軟件集成ic的訂單信息，足以填補iPhone逃單的困境。2016年營業(yè)額超過44億美金，超出2013年的水準(zhǔn)，創(chuàng)出三星公司圓晶代工生產(chǎn)營業(yè)額的新記錄。
依據(jù)市場研究公司IC Insights的資料顯示，三星公司2017年圓晶代工生產(chǎn)營業(yè)額達(dá)46億美金，在全世界圓晶代工生產(chǎn)銷售市場以6%的市場占有率排行最后，前三各自是臺積電（TSMC）的56%，格芯半導(dǎo)體材料（GlobalFoundries）的9%，連電（UMC）的8.5%；2018年圓晶代工生產(chǎn)營業(yè)額達(dá)100億美金，市場占有率達(dá)14%，排行全世界其次。
2018年三星公司排行全世界其次大圓晶代工生產(chǎn)企業(yè)，并不是銷售業(yè)績暴增，實乃分拆單位造成。緣故是圓晶代工生產(chǎn)單位改名換姓，已不歸屬于系統(tǒng)軟件LSI業(yè)務(wù)流程。因此如今包含Cpu集成ic（Exynos等）、CIS圖像傳感器、顯示驅(qū)動集成ic、電源管理芯片的生產(chǎn)制造收益都算為圓晶代工生產(chǎn)單位營業(yè)額，因而營業(yè)額一路上上漲，市場占有率一夕飆高。
二、生產(chǎn)地
1、臺積電
現(xiàn)階段在中國臺灣有著三座12英尺超大型晶圓廠、兩座8英尺晶圓廠和一幢6英尺晶圓廠，在中國內(nèi)地有一幢12英尺晶圓廠和一幢8英尺晶圓廠，在國外有著一幢8英尺晶圓廠。坐落于中國臺灣的第四座12英尺超大型晶圓廠FAB18的第一期也于2019年圓滿建成投產(chǎn)。
2018年出示261種不一樣的焊錫技術(shù)性，為481個顧客生產(chǎn)制造10436種不一樣商品，圓晶銷售量達(dá)1080萬片12英尺約當(dāng)圓晶量。
2019年，臺積電預(yù)估出示約1200萬片的12英尺約當(dāng)圓晶的年生產(chǎn)能力，在其中7納米技術(shù)生產(chǎn)能力約100萬片12英尺圓晶。
3nm加工廠也在方案基本建設(shè)中。
2、三星公司
到2019年末，三星公司圓晶代工生產(chǎn)專享線將升至7條，包含6條12英尺和3條8英尺。
現(xiàn)階段，三星公司代工生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程能夠出示包含65納米技術(shù)、45納米技術(shù)、32/28納米技術(shù)HKMG、14納米技術(shù)FinFET、10納米技術(shù)FinFET、7納米技術(shù)FinFET EUV加工工藝，顧客包含iPhone、高通驍龍、超微半導(dǎo)體材料、賽靈思、英特爾顯卡、恩智浦（NXP）及其日本當(dāng)?shù)仄髽I(yè)Telechips等。
日本器興（Kiheung）的S1，完工于2005年，是三星手機第一條12英尺邏輯性代工生產(chǎn)生產(chǎn)流水線，現(xiàn)階段燒錄65納米技術(shù)至8納米技術(shù)功耗集成ic，商品適用于計算機網(wǎng)、智能機、小車、及其日漸成才的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)銷售市場等。
英國奧斯汀（Austin）的S2是由原8英尺廠更新改造而成；2010年8月剛開始凈化室基本建設(shè)，2011年4月剛開始12英尺邏輯性商品建成投產(chǎn)，當(dāng)初達(dá)產(chǎn)43000片；現(xiàn)階段燒錄65納米技術(shù)至14納米技術(shù)商品。2010年開設(shè)產(chǎn)品研發(fā)管理中心，致力于為系 統(tǒng)軟件LSI單位開發(fā)設(shè)計性能、功耗、繁雜的CPU和系統(tǒng)軟件IP構(gòu)架和設(shè)計構(gòu)思。
日本華城（Hwasung）的S3，是2018年投建的12英尺邏輯性生產(chǎn)流水線，現(xiàn)階段關(guān)鍵生產(chǎn)制造10納米技術(shù)至8納米技術(shù)商品，將是三星手機7納米技術(shù)商品的主力吸籌生產(chǎn)廠家。
日本華城的S4，是原DRAM用產(chǎn)線FAB11開展更新改造，現(xiàn)階段CMOS影象控制器（CIS）專用型生產(chǎn)流水線。坐落于華城的12英尺DRAM產(chǎn)線FAB13也已經(jīng)抓緊更新改造為CMOS影象控制器專用型生產(chǎn)流水線。
日本華城的EUV專用型產(chǎn)線自2018年2月開工建設(shè)至今，已經(jīng)抓緊基本建設(shè)。加工廠將項目投資60億美金，將于2019年第三季度進(jìn)行基本建設(shè)、2020年宣布建成投產(chǎn)。前期以7納米技術(shù)商品主導(dǎo)，因時制宜EUV光刻技術(shù)。
日本器興的8英尺圓晶代工生產(chǎn)線新FAB6于2016年對外開放，包含原先的FAB6、FAB7、FAB8等3個廠，包含從180納米技術(shù)到70納米技術(shù)加工工藝連接點，目前生產(chǎn)能力貼近25萬片，焊錫技術(shù)性包含內(nèi)嵌式快閃記憶體（eFlash）、輸出功率元器件、 影象感測器CIS，及其高工作電壓焊錫的生產(chǎn)制造，關(guān)鍵對于日本當(dāng)?shù)氐腇abless。
三、焊錫
1、臺積電
自1987年創(chuàng)立至今，臺積電始終堅持不懈“創(chuàng)建內(nèi)部產(chǎn)品研發(fā)”發(fā)展戰(zhàn)略，為企業(yè)產(chǎn)生了更顯的核心競爭力。臺積電根據(jù)從中國臺灣工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)性研究所遷移3.5μm和2μm技術(shù)性創(chuàng)立企業(yè)，一起為東芝訂制了3.0μm技術(shù)性。只是1年以后，臺積電于1988年取得成功開發(fā)設(shè)計了自身的1.5μm技術(shù)性。接著開展了一連串不斷的取得成功開發(fā)設(shè)計，包含1.2μm，1.0μm，0.8μm，0.6μm，0.5μm，0.3μm和0.25μm加工工藝。
1999年，臺積電公布了全世界第一位0.18μm功耗生產(chǎn)工藝。從那以后，臺積電推動制造行業(yè)持續(xù)變小的圖形界限技術(shù)性，從0.13μm，到90nm、65nm、40nm、28nm、20nm、16/12nm、10nm、7nm，再到2019年的5nm加工工藝。
2018年臺積電營業(yè)額超出臺幣10000億，在其中優(yōu)秀焊錫技術(shù)性（28納米技術(shù)及下列更優(yōu)秀焊錫）的營業(yè)額占總體營業(yè)額的63%，而7納米技術(shù)的的營業(yè)額占總體營業(yè)額也是超出20%，變成首位大營收來源于。
那麼人們討論一下臺積電在10納米技術(shù)下列加工工藝的合理布局狀況。
N7：2017年4月7nm剛開始風(fēng)險性生產(chǎn)制造，2018年燒錄，第③季剛開始奉獻(xiàn)營業(yè)額，在2018年有40好幾個顧客商品流片，預(yù)估2019年還將有100好幾個新品流片。與10nm FinFET加工工藝對比，7nm FinFET具備1.6倍邏輯性相對密度，約20%的速率提高和約40％%的功率減少。有2個加工工藝焊錫能選，一要對于AP，二是對于HPC（超高功能計算運用）。
N7+：2018年8月進(jìn)到風(fēng)險性生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，2019年第③季剛開始燒錄，是臺積電第一位應(yīng)用EUV光刻解決方法的半導(dǎo)體材料生產(chǎn)工藝。
N6：為加強7nm技術(shù)性，提高效率/成本費優(yōu)點且加快商品發(fā)售時間，2019年4月發(fā)布的6nm焊錫技術(shù)性，選用EUV光刻解決方法，預(yù)估將在2020年第一季風(fēng)險性試生產(chǎn)，第③季保持燒錄。據(jù)了解N6加工工藝比N7加工工藝出示高于18%的邏輯性相對密度，設(shè)計構(gòu)思標(biāo)準(zhǔn)與N7徹底適配，使其全方位的設(shè)計構(gòu)思生態(tài)體系足以多次重復(fù)使用。
N5：5nm技術(shù)性于2019年3月進(jìn)到風(fēng)險性生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，預(yù)估2020年第2季拉升生產(chǎn)能力并進(jìn)到燒錄。主力吸籌生產(chǎn)制造加工廠是Fab 18。與7納米技術(shù)焊錫相比，5nm集成ic相對密度提升80%，在相同與運算效率下可減少15%功率，在相同功率下可提高30%與運算效率。
N5P：N5P（5nm+）預(yù)估2020年第一季剛開始試生產(chǎn)，2021年進(jìn)到燒錄。與5nm焊錫相比在相同功率下可再提高7%與運算效率，或在相同與運算效率下可再減少15%功率。
3nm：現(xiàn)階段沒有大量3nm的技術(shù)性信息內(nèi)容，可是3納米技術(shù)加工廠的項目投資案早已公布，方案項目投資超出臺幣6000億元在新竹合肥廬陽區(qū)修建，預(yù)估2020年開工，2022年末燒錄。
2nm：2019年每下二季公布全面啟動2nm加工工藝的產(chǎn)品研發(fā)，未來工廠將設(shè)定在坐落于新竹中國南方科技園區(qū)。
2、三星公司
2005年三星公司進(jìn)到圓晶代工業(yè)生產(chǎn)；2006年首例顧客簽訂65納米技術(shù)；2009年45納米技術(shù)加工工藝剛開始接單子，同一年11月在半導(dǎo)體材料研究室創(chuàng)立邏輯性加工工藝開發(fā)設(shè)計精英團(tuán)隊，以加強圓晶代工生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程；2010年1月首例發(fā)布32納米技術(shù)HKMG加工工藝；2014年發(fā)布第1代14納米技術(shù)FinFET加工工藝；2016年10月17日，第1代10納米技術(shù)FinFET加工工藝燒錄。
那麼人們討論一下三星公司在10納米技術(shù)下列加工工藝的合理布局狀況。
8LPP：8LPP在生產(chǎn)工藝流程變換為EUV（Extreme Ultra Violet）光刻技術(shù)以前，具備較大的核心競爭力。融合三星手機10nm技術(shù)性的重要生產(chǎn)流程自主創(chuàng)新，與10LPP對比，8LPP在特性和門電路相對密度層面出示了附加的優(yōu)點。2018年11月取得成 功燒錄Exynos 9系列產(chǎn)品（9820）。
7LPP：7LPP將是第一位應(yīng)用EUV光刻解決方法的半導(dǎo)體材料生產(chǎn)工藝。這兒要注重二點，一要根據(jù)和ASML的協(xié)作，開發(fā)設(shè)計出了250W較大的EUV源輸出功率，它是EUV進(jìn)到到很多生產(chǎn)制造中的最關(guān)鍵的里程碑式，EUV光刻技術(shù)的布署將擺脫摩爾定律拓展的阻礙，為單一化的納米技術(shù)半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展趨勢攤平了路面；二是重要IP將于2019年上半年度進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)，第三季度將開展建成投產(chǎn)。
5LPE：5LPE將選用三星手機與眾不同的智能化放大（Smart Scaling）解決方法，將其列入應(yīng)用場景EUV的7LPP技術(shù)性之中，可保持更大規(guī)模拓展和超功耗優(yōu)點。
4LPE/LPP：4LPE/LPP是三星公司最后運用高寬比成熟期和制造行業(yè)認(rèn)證的FinFET技術(shù)性，融合先前5LPE加工工藝的成熟技術(shù)，集成ic總面積更小，特性更高，能夠迅速超過高良率燒錄，也便捷顧客升級。
3LPP：3LPP將初次應(yīng)用全新升級的MBCFETTM（Multi Bridge Channel FET，多中繼安全通道場效應(yīng)晶體管）構(gòu)造，應(yīng)用場景GAAFET（Gate All Around FET，旋轉(zhuǎn)柵極場效應(yīng)晶體管）技術(shù)性。GAAFET必須再次設(shè)計構(gòu)思三極管最底層構(gòu)造，擺脫當(dāng) 今技術(shù)性的物理學(xué)、特性極限，提高柵極操縱，特性大大的提高。預(yù)估2020年資金投入危害性試生產(chǎn)。
四、封裝合理布局
1、臺積電
2008年剛開始優(yōu)秀封裝合理布局。最先創(chuàng)立集成化互聯(lián)與封裝技術(shù)性融合單位，2009年剛開始戰(zhàn)略部署三維立體集成電路芯片（3D IC）系統(tǒng)軟件融合服務(wù)平臺。
現(xiàn)階段，臺積電優(yōu)秀封裝技術(shù)性WLSI（Wafer-Level-System-Integration）服務(wù)平臺包含具有的CoWoS封裝、InFO封裝，及其對于PM-IC等較中低端集成ic的扇入型圓晶級封裝(Fan-In WLP)，還將于2021年發(fā)布系統(tǒng)軟件級融合集成ic（SoIC，System-on-integrated-chips）等封裝技術(shù)性，陣容更為整齊、頑強。
CoWoS于2011年開發(fā)設(shè)計取得成功，張忠謀在第③季法說大會上揚言，臺積電要涉足封裝行業(yè)。這一舉動震撼人心半導(dǎo)體材料業(yè)內(nèi)，非常是封裝業(yè)；到2013年燒錄時，只能程控邏輯門櫥窗陳列經(jīng)銷商賽靈思（Xilinx）一間的28納米技術(shù)商品燒錄。前 CoWoS早已得到NVIDIA、AMD、Google、XilinX、海思芯片等高檔HPC集成ic訂單信息。
InFO技術(shù)性于2016 年11月首次用以iPhone 7的A10Cpu。InFO技術(shù)性取得成功運用于追求完美性價比高的移動通信銷售市場，AP商品是其關(guān)鍵顧客。
SoIC深植于CoWoS與WoW（多晶圓層疊，Wafer-on-Wafer）技術(shù)性，SoIC非常仰仗于CoW（Chip-on-wafer）設(shè)計構(gòu)思，這針對集成ic從業(yè)者而言，選用的IP都早已驗證過一場，生產(chǎn)制造上能夠更成熟期，合格率還可以提高，還可以導(dǎo)進(jìn)存儲芯片集成ic運用。更關(guān)鍵的是，SoIC能對10納米技術(shù)或下列的焊錫開展圓晶級的鍵合技術(shù)性，這將有利于臺積電加強優(yōu)秀加工工藝焊錫的競爭能力。WoW技術(shù)性穿透硅埋孔（TSV，Through-silicon Vias）互聯(lián)聯(lián)接的10μm孔相互觸碰，將雙層邏輯運算模塊以立體式方法層疊一起，構(gòu)架出髙速、低延遲時間互聯(lián)特性。盡管TSV互聯(lián)早已應(yīng)用在DRAM 及3D NAND 等存儲芯片的生產(chǎn)工藝上，可是用在邏輯運算模塊的燒錄上，卻還是初次。
2、三星公司
現(xiàn)階段，三星公司已經(jīng)全力以赴促進(jìn)FOPLP（控制面板級扇出型封裝，F(xiàn)an-Out Panel Level Packaging）技術(shù)性，已燒錄了FOPLP-PoP與I-Cube 2.5D優(yōu)秀封裝技術(shù)性，期待可與臺積電的InFO、CoWoS封裝伯仲之間。
I-Cube 2.5D：現(xiàn)階段早已燒錄，能夠保持4路HBM 2顯卡內(nèi)存堆棧。2020年則會發(fā)布3D SiP系統(tǒng)軟件級封裝，適用人工智能技術(shù)（AI）、超高功能計算（HPC）、互聯(lián)網(wǎng)和GFX，三星公司寄期待I-Cube 2.5D能和臺積電CoWoS封裝焊錫相匹敵。
FOPLP-PoP：對于移動智能終端用運用Cpu，稱為是匹敵臺積電InFO的封裝焊錫。2018年10月宣布生產(chǎn)制造Galaxy Watch運用Cpu（AP）集成ic。但現(xiàn)階段來看，規(guī)模性燒錄還是不成熟期。
五、結(jié)束語
試煉場上拼爹是不足的，還是得憑整體實力說話。如同臺積電（TSMC）憑著頂尖生產(chǎn)工藝（Technology）、貼心服務(wù)（Service）、生產(chǎn)制造工作能力（Manufacture），與顧客（Customers）創(chuàng)建牢靠的合作關(guān)系，平穩(wěn)地造就了強勁有力的成才。