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三星投资超千亿美元的逻辑芯片魅力何在?

2019-04-26 09:43
来源: 亿欧网

4月24日,三星电子宣布,将在未来10年内(至2030年)在包括代工服务在内的其逻辑芯片业务上投资133兆韩元(约1158亿美元),以期超越台积电,成为全球第一大芯片代工厂,并维持对英特尔的领先,坐稳全球第一大半导体厂商的宝座。

据介绍,该笔投资将包含73兆韩元的国内研发,以及60兆韩元的生产基础设施,预计将为每年平均投资11兆韩元。

韩国政府积极支持这项计划,目标在发展国内半导体产业,以减少国内对记忆体晶片业务的严重依赖,并更好地抵御中国制造商崛起所带来的市场挑战。

根据全球研究公司Gartner的数据,去年非存储芯片市场的价值为3,646亿美元,是整体芯片市场的65%,也是存储芯片市场的两倍多。

另一方面,根据市场研究公司TrendForce的数据显示,台积电在2018年上半年全球代工市场市占率为56.1%。三星则以7.4%排名第四,三星加大对逻辑芯片投资主要目的,无外乎是跟台积电在逻辑制程上竞争,强化芯片代工业务(此前三星以拿下高通多款旗舰芯片的代工)。

什么是逻辑芯片?

逻辑芯片,它的主要功能是实现逻辑功能,比如“与”,“或,“非,与非,或非等,非逻辑芯片如CD40106、与非逻辑芯片如CD4047等,这些器件内部也是由许多晶体管组组成,不过它们一般都工作在饱和区,实现“0”和“1”的转换。

我们常见的CPU、GPU等计算芯片也属于广义上的逻辑芯片。还有可编程逻辑器件,比如复杂可编程逻辑器件CPLD以及现场可编程逻辑门阵列FPGA,它们作为专门的大规模逻辑器件,用户可以根据自己要求,通过编写硬件,描述需要实现常见逻辑功能。其实这些逻辑器件内部也是由基本逻辑单元构成,只不过通过一系有序组合实现不同的逻辑,常见的实现组合逻辑功能,与,或,非等等,实现时序逻辑功能,如计数器等。

逻辑芯片的市场现状,几大巨头竞争

逻辑芯片厂商虽然很多,但是竞争主要还是集中在逻辑芯片代工领域,因为大多数的逻辑芯片厂商都是无晶圆的IC设计厂商,比如高通、苹果、华为等等,其芯片的生产主要还是由台积电、三星等代工厂来完成。而在芯片代工领域需要的技术及资金投入更为巨大,门槛更高,因此玩家也相对有限,但是竞争却非常的惨烈。

如果从技术领先性和业务规模来看,目前这个领域的主要玩家有台积电、英特尔、三星、联电、格芯等(中芯国际目前还比较弱势)。

不过随着逻辑芯片工艺制程推进的越来越困难,有不少厂商开始退出了先进制程的研发,比如去年联电就宣布放弃12nm以下工艺的研发,格芯也放弃了7nm项目。而目前英特尔的10nm工艺(相当于台积电7nm)迟迟没有量产,并且其芯片代工业务规模相对较小,主要是供自家使用。可以说,接下来的市场竞争将会集中在台积电和三星之间。

从技术领先性上来,台积电一马当先,去年就量产了7nm工艺,今年4月其5nm制程就正式进入了试产。相比之下,三星虽然在存储芯片这类非逻辑芯片制造领域占据极大优势,但是在逻辑芯片代工业务上却一直落后于台积电。

早在2011年,三星存储芯片营收规模大约为230亿美元,而逻辑芯片销售额仅100亿美元,同比增长70%。也就是说,三星当时的逻辑芯片业务规模大约与德仪、高通的营收相当,这两家企业正是当时主要的手机芯片厂商。但是与台积电相比仍有较大差距。

2012年,三星就成为了全球第二大芯片厂商时就选中了逻辑芯片投资,这是一场赌注。随着市场对智能手机和平板电脑需求的增长,移动设备处理器需求的增加,三星投资19亿美元构建一条新的逻辑芯片生产线,生产移动设备处理器,结果表明三星的选择是对的。

不过随后一段时间,随着数据的爆发,市场对于存储芯片需求的猛增,导致了半导体厂商纷纷加大了对于存储芯片的投入,逻辑芯片增长开始放缓。

2017年IC insights就已预测,在主要的IC类别类别中,内存芯片销售预计在未来五年内表现出最强劲的增长速度。IC市场区分为四大产品类别:模拟IC、逻辑芯片、内存、和微处理器,其中逻辑芯片市场年均年增长仅为2.9%。

三星投资超千亿美元的逻辑芯片魅力何在?

不过,即便如此,三星等韩国芯片厂商也仍在不断加大对于其逻辑芯片代工业务的投入。持续性的大量的投入,最终才使得三星成为了仅次于台积电的全球第二大芯片代工厂商。

值得注意的是,韩国先进科技学院有三分之二名教授教的内容与逻辑芯片有关。韩国先进科技学院电子工程部主席Kim Joung-ho说:“这种改变不是一天两天,也不是一年两年发生的。”

Kim Joung-ho说韩国政府和科技教育者很久以前就知道,开发逻辑芯片符合国家的长远利益,也符合三星等企业的长远利益。他说:“我们要在韩国开发高通、英特尔所拥有的技术。”

三星为了提高移动处理器的产量,不断将已有生产线转变为逻辑芯片生产线。最新消息爆料,三星至2030年将投资133兆韩元(1157亿美元),加强在System LSI和Foundry业务方面的竞争力。

值得注意的是,4月23日,韩国内存大厂SK海力士也在考虑收购部分逻辑芯片制造商美格纳(MagnaChip)的产能,用于扩大其8英寸晶圆的生产线。MagnaChip在韩国清州市的晶圆代工厂,而清州市刚好是SK海力士半导体生产的重要基地,如果拿下MagnaChip的清洲厂,可以强化SK海力士的8英寸晶圆厂产能,还可以就近产生群聚效应。

与内存龙头三星相同,SK海力士由于近来全球内存市场需求放缓,开始加强发展手机核心处理器、图像传感器和汽车芯片等逻辑芯片的市场。因此,对于逻辑芯片的产能需求提升。

由于图像传感器和汽车芯片等逻辑芯片产品的市场,随应用增加而供不应求,使得许多当前许多晶圆代工厂的8英寸厂产能位处于满载的状态。而为了应付市场的需求,除了SK海力士期望自MagnaChip取得8英寸厂产能之外,日前晶圆代工龙头台积电也在时隔15年后,在南科再开设8英寸晶圆厂。

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