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三星大力進軍邏輯晶片,可能的機會與挑戰

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科技產業資訊室 - May 發表於 2019年6月10日

圖、三星大力進軍邏輯晶片,可能的機會與挑戰

隨著三星於2019年4月24日宣布將在2030年投資133兆韓元(1114億美元)用來促進系統半導體(或稱為邏輯晶片),南韓政府於4月28日也宣布將挹注1兆韓元在邏輯晶片的研發。

然而,從內存記憶體轉向邏輯晶片將是一個嚴峻的挑戰。因為,晶片設計要求不同,還有行銷策略也是截然不同的,對於既有的players來說,他們很可能會抵制三星進入他們的地盤。儘管,三星在記憶體業務佔據了全球市場60%以上,但在邏輯晶片領域的表現卻遠遠落後,只佔市場的3.4%。

邏輯晶片整合CPU、AP及相機感測,變得更複雜
 
目前,邏輯晶片主要用於行動電話和汽車。內存記憶晶片是儲存了智慧手機、個人電腦、伺服器等的資料。而邏輯晶片卻更複雜,包括執行複雜的功能,如計算和控制。邏輯晶片包括計算機中使用的中央處理單元(CPU)、智慧手機和平板電腦中使用的應用處理器(AP)、汽車訊息娛樂系統的AP以及相機中使用的圖像感測器。

由於,邏輯晶片更重視設計,而且更具有多樣性,因此它們商品化的程度較低,也不太容易大批量產,也較不受到記憶體設備行業的周期性衰退所困擾。這也正是三星想擺脫目前在記憶體業績不佳的主因之一,甚至還嚴重影響到南韓整體經濟。

專家表示,邏輯晶片業務的成功取決於不僅僅是技術能力,而是保護客戶的利益,因此三星預計將投入大筆資金來收購相關技術的公司,並包括先進封裝及系統測試。

高通是用AP的手機公司,也是全球領先的邏輯晶片無晶圓廠。台積電(TSMC)是代工生產高通的邏輯晶片。英特爾的商業模式與三星電子有所不同。英特爾作為集成設備製造商(IDM),從設計、製造、封裝和測試晶片一手包。

基於,邏輯晶片的業務需要非常先進的晶片設計技能來滿足客戶的各種需求。因此,三星決定在研究和研發方面投入更多,而不是在設備方面。該公司將在12年內投資60兆韓元於設備,但同期的研發支出將達到73兆韓元。

設計製造與代工業務的利益衝突
 
台積電是生產晶圓的純晶圓代工企業,在全球代工市場居領先地位,市佔率50%以上。為了與台積電競爭,三星電子目前正在首爾華城建設一家代工廠,投資金額達6兆韓元。為了確保晶片處理技術的競爭優勢,將採用EUVL(極紫外光刻)的7奈米製程,以便更準確地繪製電路。

但三星電子希望成為一家從生產、封裝和測試的IDM代工業務廠。考慮到無晶圓廠(晶片設計)和代工公司之間的保持緊密關係,這並不容易,恐有利益上衝突發生。三星的產品組合,從晶片到AP及手機生產,在擴展其代工業務時,可能會有負面看法,因為信任及利益衝突將是一個因素。因為,無晶圓廠企業可能不樂意將設計好的晶片生產,委託給競爭對手三星來代工生產。然而,代工合約是長期的合約,持續三到五年,與客戶之間的信任關係很重要。就像,三星幫蘋果代工手機,而自己也出產品牌手機。

根據半導體市場研究公司IBS的數據,截至去年(2018)年底,三星的邏輯晶片代工市場占有率達14.9%。

三星的代工業務正大力行銷。自2017年以來,三星一直在美國、中國和歐洲每年舉辦代工論壇。從初期無晶圓公司持懷疑態度,但現在他們開始詢問生產成本,客戶希望透過擴大供應鏈來達到價格競爭。由於沒有多少公司擁有相關代工技術,所以三星的代工市場機會會再增加,僅是遲早的事。

三星建邏輯晶片代工生態系統
 
由於南韓市場規模小,缺乏邏輯晶片代工廠,三星在推動其代工業務的同時,決定支持南韓中小型無晶圓廠,因過去三星先選擇與海外大廠合作。它計劃提供相關IP,例如與設計相關的分析工具和軟體,以便南韓無晶圓廠客戶可以增強其競爭優勢,並縮短開發週期。好處是三星可以知道並利用這些中小企業設計的少量產品。

南韓政府還宣布,到2030年,將投入1兆韓元用於研究和開發計劃,以試圖培育系統半導體(邏輯晶片)人才。該計劃旨在建立邏輯晶片行業的國內生態系統,包括半導體設計和製造。

專家表示,南韓創建廣泛的生態系統是培育邏輯晶片產業的關鍵,以完成過去未成功的半導體策略。同時,應用擴及生物晶片、圖形和電信等領域設計系統半導體的技術。

三星的策略是先取得車載資訊邏輯晶片獲認證,再拚代工

三星已經開發出邏輯晶片,但規模小很多。三星一直在開發車用系統晶片,但尚未成功銷售,因為尚未獲得安全認證;也在為行動裝置生產AP,但它們僅用於本地市場。三星出口手機還是使用高通的晶片組,受限於各國法規的差異。

然而,事情正在發生變化。這個月(2019/6),三星獲得了德國測試認證機構TUV Rheinland的國際安全標準「ISO 26262」認證,這是用於車輛半導體的開發和管理流程的規範。有了這個認證,三星將為奧迪提供其「Exynos Auto V9」,這是一種用於全面控制車載資訊娛樂系統的車輛的邏輯晶片。然而,歐美汽車製造商可能會擔心三星最終會進入汽車行業,而對三星產生疑慮。

至於,CPU代工業務,三星為伺服器開發了CPU,但結果並不好,因為認證的問題,將會很難在該領域快速發展。但卻是吸引AMD的好時機,因為目前競爭對手英特爾的先進製程發展速度似乎不如預期。

三星在行動電話相機中使用的圖像感測器的代工,是具有優勢的,被認為是現有系統半導體產品系列中能提供較佳產品。截至去年(2018)年底,三星在圖像感測器方面的全球市占率為19.6%,僅次於日本的索尼。(1758字;圖1)


參考資料:
Challenges ahead as Samsung leaps into logic chips. Asia Times, 2019/5/24.
文在寅總統:南韓半導體技術發展願景2030年達三項目標。科技產業資訊室 (iKnow),2019/5/2。
三星集團未來三年將投資220億美元於四個關鍵領域。科技產業資訊室 (iKnow),2018/8/9。
三星電子將投資30兆韓元於非記憶體領域。科技產業資訊室 (iKnow),2019/4/23。


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