【展望】三星搶晶圓代工市場增長, 競爭實力受懷疑

1.三星搶晶圓代工市場增長, 競爭實力受懷疑; 2.三星DRAM '霸主' 地位難撼動! 已開發出全球最小DRAM記憶體晶片; 3.伺服器, 人工智慧, 自動駕駛將繼續推動DRAM漲勢; 4.3D感測蔚為2018年主流 三五族半導體族群同慶賀; 5.高通研發NanoRings技術 有望在7nm工藝解決電容問題

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1.三星搶晶圓代工市場增長, 競爭實力受懷疑;

集微網消息, 據韓媒 BusinessKorea 20 日報導, 研調機構 TrendForece 預估, 今年三星晶圓代工部門的營收僅年增 2.7% 至 43.98 億美元, 增幅低於業界平均值的 7.1%, 更落後台積電和格芯 (GlobalFoundries, 原名格羅方德) 的成長 8%. 從市佔率來看, 預料今年台積電市佔為 55.9%, 格芯為 9.4%, 聯電為 8.5%. 三星排第四, 市佔只有 7.7%.

報導稱, 儘管三星搶在台積電之前, 提早量產 10 納米製程, 但是客戶訂單並未因此增加. Hyundai Investment & Securities 主管 Roh Keun-chang 表示, 和存儲器相比, 晶圓代工的半導體體積較大, 客戶重視穩定和可靠的產品, 更勝於製程微縮. 這也表示, 客戶不會毫無條件一有新製程就採用.

不僅如此, 部分專家指出, 三星發展出來的製程較適合存儲器, 較不適合晶圓代工. 半導體業界人士指出, 三星缺乏 Know-how, 難以依據客戶要求, 用最少經費開發出最適製程, 以相同規格產品而言, 三星價格較不具競爭力. 台積電和格芯都以價格為武器, 對付三星.

今年 5 月, 三星電子把晶圓代工獨立出來, 並放話要進軍此一市場, 目標當上市場二哥. 在代工業務方面, 一位三星官員曾指出, 在 2017 年三星將半導體代工業務獨立出來之後, 一直在擴大全球的營銷活動以吸引國際客戶的青睞. 尤其, 隨著中低端晶片的需求在各行業快速成長下, 代工業務被三星視為另一個新的業務成長引擎. 因此, 三星也希望藉由未來的加強投資, 從當前的龍頭台積電中取得相對的優勢.

《韓國先驅報》曾報道, 歐盟委員會周一公布的數據顯示, 在2016年至2017年期間, 三星電子在研發方面的投入在全球2500家主要公司中排名第四. 歐盟委員會發布的2017年歐盟工業研發投資記分牌 (European Industrial R&D Investment Scoreboard) 顯示, 三星電子在這段時間內共投入122億歐元 (約合143億美元) 用於研發項目.

2.三星DRAM '霸主' 地位難撼動! 已開發出全球最小DRAM記憶體晶片;

集微網綜合報道, 繼 2016 年 2 月三星使用第一代 10nm 製程工藝生產出了 8Gb DDR4 晶片之後, 三星電子今日又宣布已開始通過第二代 10nm 製程工藝生產 8Gb DDR4 晶片. 另據路透社報道, 三星開發的 8Gb DDR4 晶片是 '全球最小' 的 DRAM 晶片.

據悉, 和第一代 10nm 工藝相比, 三星第二代 10nm 工藝的產能提高了 30%, 有助於公司滿足全球客戶不斷飆升的 DRAM 晶片需求. 此外, 第二代 10nm 晶片不僅比第一代快 10%, 同時功耗又降低了 15%.

三星表示, 和 2012 年使用 20nm 工藝生產的 4Gb DDR3 晶片相比, 新的 8Gb DDR4 晶片在容量, 速度以及功效上都提升了一倍. 三星希望通過擴大 10nm DRAM 晶片的生產, 深挖伺服器, 移動和圖形晶片市場, 進一步提升整體競爭力.

同時, 三星還表示, 將在 2018 年把現有多數 DRAM 晶片產能轉移到 10nm 晶片上.

長期以來, DRAM 行業一直由三強把持. 韓國的三星電子, SK海力士以及美國的美光科技擁有該領域的絕對話語權, 三者的座次也相對固定. 2017年三季度數據顯示, 這三家企業的營收市佔率分別為45.8%, 28.7%和21.0%, 共豪取九成份額.

尤其是三星, 自 1992 年超越日本 NEC 成為全球最大 DRAM 存儲製造商之後, 便一直霸佔榜首的位置 25 年. 而三星 2017 年的業務也異乎尋常地亮眼, 可以說, 半導體業務是運營利潤的主要貢獻者.

三星最新的財報顯示, 三星今年第三季度利潤翻倍, 達到 842 億元, 同比增長達到了驚人的 178.9%, 創下最高記錄. 其中, 受益於全球晶片價格上漲, 半導體部門三季度運營利潤達 9.96 萬億韓元 (約合 590.89 億元人民幣) , 佔整體運營利潤的近69%.

集微網此前曾報道, 自去年二季度起, DRAM (主要包括 PC 記憶體, 移動式記憶體, 伺服器記憶體) 產業營收都在一路飆升, 每個季度都在刷新銷售額紀錄. 此外, 據台灣 DRAM 相關廠商透露, 三星, 海力士陸續通知明年首季調漲 DRAM 售價3%-5%.

根據 Gartner 的分析, 從產能增加情況和市場需求的預測, 明年上半年DRAM產品仍然會緊俏, 下半年會達到供需平衡甚至倒轉, 但在局部市場一季度就可能看到回落.

從目前情況看, 三星, 海力士開始採取行動來予以應對. 如三星宣布計劃在平澤設廠擴建 DRAM 產能, SK海力士也宣布將在無錫設廠擴建 DRAM 產能, 主流大廠的擴產計劃很有可能緩解持續上漲的走勢.

儘管三星目前釋放出擴建 DRAM 產能的消息, 但並沒有透露擴建規模的相關計劃. 從三星的戰略來看有未來有兩種可能, 第一種, 擴建的產能規模足夠填補當下需求缺口, 那麼將緩和本輪價格上漲趨勢; 第二, 計劃擴建更大產能, 那麼到明年下半年 PC 記憶體價格將呈下降走勢.

今年 10 月底, 三星電子公司宣布了其領導層改組事宜, 並表示將維持目前的三人聯席CEO管理架構. 其中, 三星半導體業務部門總裁金奇南接替三星電子首席執行官兼副董事長權五鉉的職位. 三星表示, 公司並不尋求立即擴大晶片出貨量, 但會投資維持長期市場地位.

3.伺服器, 人工智慧, 自動駕駛將繼續推動DRAM漲勢;

集微網綜合報道, 19日美光公布了2018財年 (2017年9月1日起) 一季度財報, 一季度截至11月底營收68億美元, 年增71%(季增10.8%). 毛利率從50.7%提升至55.1%, 主要拜DRAM與NAND快閃記憶體儲器價格上漲之賜. 據美光CEO Sanjay Mehrotra表示, 包含移動, 伺服器與SSD硬碟應用的營收季增率均達兩位數. 二季度營收預計將達到68~72億美元.

Sanjay Mehrotra在接受採訪時表示, 伺服器市場仍將是未來數年的最大成長來源. 此外, 目前規模不大的無人駕駛將會是額外的快速成長領域, 與來自雲端的強勁需求形成互補. 對於近來關於DRAM產業周期迴圈本質是否已改變的疑問, 他表示當前需求的驅動力包括數據中心, 雲端運算, GPU, 機器學習等非常分散, 和過去大不相同. 而人工智慧催生的需求才正要開始而已, 現在看到的只是冰山一角, 美光的存儲器與儲存解決方案正協助推動人工智慧, 機器學習以及自動駕駛等顛覆性趨勢.

根據集邦諮詢半導體研究中心(DRAMeXchange)研究指出, 受到產業轉型, 智能終端裝置普及率增加, 近年來絕大部分的服務都是通過伺服器來做統合, 特別是需要龐大數據進行運算與訓練的服務, 甚至是虛擬化平台以及雲端存儲的帶動, 對伺服器需求與日俱增, 其中, 數據中心的伺服器需求將成為整體伺服器市場出貨成長的關鍵, 預估2018年全球伺服器出貨量將成長5.53%.

因此DRAM的漲勢預計還將持續發酵. 三星將於2018年第1季價格再上調3%至5%. 而另一家記憶體大廠SK海力士也將調漲約5%. 除此之外, 有部分供應鏈透露, 2018年第2季的價格恐也將不樂觀, 價格將續漲5%以上. 在需求太強勁的情況下, 此波DRAM價格從2016年下半年以來, 每季都呈現上漲的態勢. 如果加上2018年第1季持續漲價, 報價已經連續7季走揚, 堪稱DRAM史上時間最長的多頭行情.

另外業界人士還指出, 造成此波DRAM供不應求的原因, 除了來自人工智慧, 車用, 雲端伺服器, 物聯網, 筆記型電腦以及行動設備等需求瞬間大增, 但主要記憶體廠卻多集中發展3D NAND快閃記憶體, 壓縮DRAM產能, 在需求大增, 供給增加有限的情況下, 市場供需嚴重失衡.

南亞科總經理李培瑛表示, 數據中心伺服器從今年起取代智能手機成為DRAM產業最為強勁的成長動能來源. 李培瑛說, 未來數年在智能汽車等AI應用的驅動下, 數據中心伺服器將成為DRAM需求最重要的成長動力火車頭.

英特爾CEO Brian Krzanich 19日在寫給員工的內部備忘錄中提到, 數據正成為任何企業的最寶貴資產, 這就是英特爾成長策略為何要聚焦在數據相關的存儲器, FPGA晶片, 物聯網, AI, 自動駕駛等市場的原因.

4.3D感測蔚為2018年主流 三五族半導體族群同慶賀;

隨著蘋果(Apple) iPhone X打響3D感測應用第一炮, Android陣營體系紛紛希望能夠在高端旗艦機型跟進導入3D感測, 其中面射型雷射元件VCSEL扮演點陣投射器關鍵零組件, 特別適合三五族等化合物半導體晶圓製造製程, 龍頭穩懋今年才開始有小量來自VCSEL元件的相關營運, 佔比約1成. 熟悉供應體系業者透露, 2018年蘋果將全面導入3D感測, 也有機會推出平價版的iPhone X產品, 3D感測光學元件市場商機, 才正要開始. 而隨著VCSEL元件聲名大噪, 使得台系化合物半導體族群摩拳擦掌, 每家業者都期盼掌握下一個大啖3D感測商機的機會, 包括穩懋上遊磊晶廠全新光電, 市場估計隨著產能需求竄出, 2018年具有MOCVD製程機台產能的全新光電可望營運有明顯起飛, 磊晶片業者包括LED龍頭晶電, 聯亞光等都紛紛被點名, 3D感測可說是替這些廠商帶來不小的期望. 台系三五族半導體看好未來3D感測, 車用, 5G等應用, 中長線展望都包持樂觀態度. 李建梁攝另外, 宏捷科則間接切入奧地利微電子(AMS)供應鏈, AMS在智能手持裝置, 汽車電子等感測器領域深耕已久, 市場上對於宏捷科後續表現也寄予期待. 宏捷科11月營收約新台幣1.18億元, 月增7.4%, 年減1.5%, 據了解, VCSEL光學元件營收比重約低個位數, 不過, 宏捷科已經切入Android手機陣營, 包括大陸一線大廠華為手機新品也將導入3D感測的辨識功能, 2018年上半的MWC大展, 以3D感測作為手機主打功能的新品大軍將會初試啼聲. 3D感測帶動VCSEL元件身價水漲船高, 但供應體系業者表示, 蘋果向來也會多找幾家供應商, 避免過於仰賴單一來源, 是故市場傳言四起, 目前技術與量產能力稍微領先的美系雷射二極體大廠Lumemtum暫時還是獨家供貨, 不過已經有傳言指出蘋果積極找尋第二供應商, 為美系業者菲尼薩(Finisar), 傳言一出造成Finisar與Lumemtum股價此起彼落震蕩, 但最終蘋果, Finisar都沒有證實蘋果將投資Finisar的說法. 而台系化合物半導體族群也並非只有穩懋, 全新, 宏捷科, 其中以MBE法建立製程特色的英特磊, 與Finisar有不錯的合作關係, VCSEL也早已是重點布局領域. 據了解, 英特磊砷化鎵晶片比重約佔5成以上, 目前已經傳出打入多家大陸手機品供應體系, 另一重點VCSEL應用就是在車用電子, 化合物半導體業者認為先進駕駛輔助系統(ADAS)的成熟已經是現在進行式, 英特磊在汽車防撞雷達上已經多有著墨. 化合物半導體業者表示, 砷化鎵磊晶晶片主要應用於通訊裝置, 如微波及高頻通訊, 包括雷達, 基地台, GPS, 衛星市場, 如汽車防撞安全系統防撞雷達及物聯網(IoT)產業應用, 可導入VCSEL磊晶產品. 除了手機, 汽車等終端產品外, 由於5G通信世代逐漸進入基礎建設布建期, 大, 中, 小基地台都會使用化合物半導體晶片, 台系三五族半導體業者對於2018, 2019一路到2020, 基本上中長線仍抱持審慎樂觀態度. DIGITIMES

5.高通研發NanoRings技術 有望在7nm工藝解決電容問題

目前, 製造先進晶片離不開晶體管, 其核心在於垂直型柵極矽, 原理是當設備開關開啟時, 電流就會通過該部位, 然後讓晶體管運轉起來. 但業界的共識認為, 這種設計不可能永遠用下去, 一招包打天下, 總會到了終結的那天. IBM 就開始著手探索新的設計, 並把它命名為 Nanosheets, 可能會在未來幾年投入使用. 而高通則似乎有著不同的想法.

聯合晶片製造行業的大佬 Applied Meterials, Synopsys, 高通針對5種下一代技術的設計候選方案進行了類比與分析, 探討的核心問題是, 獨立晶體管和完整的邏輯門 (包含獨立晶體管在內) 的性能表現有何不同.

結果發現, 最後的 '贏家' 並非這5個候選方案中的任何一個, 而是一款由高通工程師新設計的方案, 叫做 NanoRings.

'設備工程師或工藝工程師, 只是對某些非常有限的特徵進行了優化' , 高通公司首席工程師 S.C.Song 解釋說. 舉例而言, 在設備這一維度上, 重點在於晶體管的柵極能很好地控制電流通過它的通道. 然而, 當轉變成完整的邏輯門而不是單個的晶體管時, 其他方面變得更加重要. 值得一提的是, Song 和他的團隊發現, 設備的寄生電容——在轉換過程中由於存在非預期的電容器結構而丟失——是真正的問題.

這就是為什麼高通團隊選擇他們的納米設計, 而不是 IBM 的 Nanosheets. 雷鋒網了解到, 高通將之稱為 Nanoslabs. 從側面看, Nanoslabs 看起來像一堆兩到三個長方形的矽板, 每個平板被一個高k介電和一個金屬柵極包圍, 柵極電壓在矽中產生電場, 從而使電流流過.

用柵極電極完全包圍著每個矽板, 可以很好地控制電流的流動, 但同時也引入了寄生電容, 因為矽, 絕緣子, 金屬, 絕緣體, 矽片之間的結構基本上是一對電容. 雷鋒網注意到, Nanorings 通過改變矽的形狀來解決這一問題, 並且不完全填充金屬板之間的空隙. 在氫中烘烤設備會使矩形板拉長為橢圓形. 這樣就把它們之間的空間掐住了, 所以只有高k介電完全包圍著它們. 金屬門不能完全繞著, 所以電容就少了. 然而, 門的電場強度仍然足以抑制電流的流動.

高通公司工藝技術團隊的副總裁 Chidi Chidambaram 表示, 如果要把製程工藝降至7納米及以下, 電容縮放是最具挑戰性的問題. 儘管在這一類比中取得了明顯的勝利, 但在未來的晶片中, 晶體管的問題還遠未解決. Song 和他的合作者計劃用納米材料繼續測試電路和設備, 他們還計劃類比更複雜的電路, 系統, 直到做出一部完整的手機.

雷鋒網了解到, 最後測試的結果或許是消費者最關心——如果智能手機在納米技術上運行, 那麼它將準確計算出智能手機在正常使用一天后的剩餘電量.

雷鋒網

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