第二代3nmGAA制造工藝還在研發(fā)中,下一代工藝將使芯片功耗降低50%

時間:2022-08-29

來源:潛力變實力

導(dǎo)語:半導(dǎo)體設(shè)備和材料,可以說是晶圓代工廠們的“吃飯家伙”,是萬萬不可缺少的存在。當前,臺積電、力積電等代工大廠就因設(shè)備、材料等供應(yīng)鏈的問題,從而影響了產(chǎn)能擴張。

       近日,上海銀保監(jiān)局披露的變更注冊資本批復(fù)顯示,經(jīng)審核,批準三星財產(chǎn)保險(中國)有限公司增加注冊資本金551675676元。增資后,該公司的注冊資本金從324000000元變更為875675676元。

  在此之前,三星財險曾披露了兩次關(guān)于變更注冊資本的公告,兩次公告中的擬新增注冊資本均為551675676元,全部由新增股東認繳。其中,深圳市騰訊網(wǎng)域計算機網(wǎng)絡(luò)有限公司(下稱騰訊)均在新增股東名單中,擬成為三星財險第二大股東。

  2020年12月,三星財險發(fā)布公告稱,公司第六屆董事會第7次會議(臨時)審議通過增加注冊資本的提案。在這次公告中,三星財險擬新增的5家股東分別為深圳市騰訊網(wǎng)域計算機網(wǎng)絡(luò)有限公司、上海嘉印文化傳播有限公司、宇星科技發(fā)展(深圳)有限公司、上海天岑資產(chǎn)管理合伙企業(yè)(有限合伙)、博裕三期(上海)股權(quán)投資合伙企業(yè)(有限合伙)。

  當年11月底,韓聯(lián)社也曾發(fā)布消息稱,韓國三星集團旗下的三星火災(zāi)海上保險公司宣布,其與騰訊等五家中國公司簽署了設(shè)立合資保險公司的協(xié)議。三星火災(zāi)海上保險公司計劃變更為合資法人后,利用騰訊等平臺實現(xiàn)新的發(fā)展。不過,這一方案并未獲得銀保監(jiān)會批準。

  超越臺積電,成為全球半導(dǎo)體代工龍頭”是三星由來已久的目標。

  雖然三星代工業(yè)務(wù)比臺積電晚了近20年,但其后續(xù)發(fā)展勢頭卻十分強勁,2015~2016年間憑借逐漸成熟的代工技術(shù)搶奪了臺積電不少客戶,在2017年晶圓代工業(yè)務(wù)部門獨立后,其市占率更是直接超過格芯和聯(lián)電,穩(wěn)坐全球晶圓代工第二的寶座。2019年,三星定下來未來10年內(nèi)(至2030年)超越臺積電的目標。

  一直以來,為了實現(xiàn)這個目標,三星大力投資、招聘人才,除了先進制程,半導(dǎo)體設(shè)備和材料、IC載板、先進封裝……等一切與晶圓代工有關(guān)的領(lǐng)域,也都成為了其瞄準的焦點。

  半導(dǎo)體設(shè)備和材料,可以說是晶圓代工廠們的“吃飯家伙”,是萬萬不可缺少的存在。當前,臺積電、力積電等代工大廠就因設(shè)備、材料等供應(yīng)鏈的問題,從而影響了產(chǎn)能擴張。

  而韓國在這方面的危機感應(yīng)該是從2019年日韓“半導(dǎo)體之爭”開始,突如其來的出口限制,讓韓國意識到關(guān)鍵材料和設(shè)備還是應(yīng)該掌握在自己手里。至此,像三星電子、SK海力士等韓國頭部企業(yè)都開始大力培育韓國國內(nèi)的半導(dǎo)體相關(guān)設(shè)備和材料廠商。

  據(jù)日經(jīng)中文網(wǎng)去年9月報道,三星電子和出資對象企業(yè)提交給韓國證券交易所的業(yè)務(wù)報告書顯示,2020年7月至2021年9月,三星電子至少已對8家韓國上市企業(yè)和1家上市企業(yè)的子公司出資,共計達到9家。

  從上述來看,三星投資范圍遍及半導(dǎo)體化學(xué)原料、光罩保護材料、蝕刻材料以及制造晶圓所需的研磨、清洗、測試設(shè)備等。

  據(jù)悉,三星2021年半導(dǎo)體領(lǐng)域設(shè)備投資總額已經(jīng)高達43.6萬億韓元(約合人民幣2320.04億元),主要用于向平澤工廠引入極紫外光刻(EUV)15納米DRAM、V6 NAND閃存等尖端工藝制程、西安工廠生產(chǎn)線向新制程轉(zhuǎn)型、平澤第三工廠P3基建等,占其半導(dǎo)體業(yè)務(wù)銷售額(94.16萬億韓元)的46.3%,全球排名第一,高于臺積電去年300.39億美元的設(shè)備投資額。

  除了加大投資力度,對于先進制程所必須的EUV光刻機,三星也是十分上心。為了確保半導(dǎo)體供應(yīng)穩(wěn)定,三星電子負責人李在镕在今年6月與荷蘭首相馬克·呂特進行會晤,請求呂特首相幫助三星協(xié)調(diào)EUV光刻機供貨問題。

  在材料方面,去年年底三星電子與韓國東進半導(dǎo)體成功開發(fā)了一種可用于 EUV 曝光工藝的光刻膠。目前,東進半導(dǎo)體的光刻膠已通過可靠性測試,可用于三星電子的半導(dǎo)體工藝。

  經(jīng)過這些年的努力,不止三星,韓國整體對日本材料、零件、設(shè)備的依存度也有了一定的降低。

  韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部公布,2022年上半年的材料、零件、設(shè)備進口額為1300.67億美元。其中15.4%從日本進口、金額達200.72億美元,寫下該統(tǒng)計自2012年展開以來的半年期新低紀錄。近日,韓國還表示,到 2030 年在當?shù)夭少徱话氲陌雽?dǎo)體制造材料、組件和設(shè)備,要高于目前的 30%。

  近年來,隨著中國經(jīng)濟步入高質(zhì)量發(fā)展的新階段,集成電路、新能源汽車、消費電子等領(lǐng)域加快走向高端化,帶動整體產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈體系從“大而全”向“大而強”轉(zhuǎn)變,順應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)與全球貿(mào)易環(huán)境變化,以三星為代表的一批具有前瞻眼光的外資企業(yè)也在因勢而變。

  與一些外企“本土研發(fā)、中國代工”的模式不同,梳理三星過去30年在華發(fā)展,可以清晰地看到這家公司在華自我轉(zhuǎn)型升級思路:一方面從東南沿海逐漸加速向中西部、內(nèi)陸地區(qū)延伸;另一方面在產(chǎn)業(yè)布局上,實現(xiàn)了從勞動密集型到資本、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,尤其是加大部分老舊產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)能的淘汰力度,并加快向半導(dǎo)體、新能源汽車動力電池等高附加值制造業(yè)升級,這也契合了中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。

  回溯改革開放初期,中國沿海地區(qū)依靠要素成本優(yōu)勢,大力發(fā)展加工貿(mào)易,成為“世界工廠”。1992年,三星開始在廣東、天津等沿海地區(qū)投資建設(shè)一批從事電子組裝加工的工廠,主要生產(chǎn)電視、錄像機等產(chǎn)品。

  進入21世紀以后,順應(yīng)中國市場變化,三星陸續(xù)將金融、重工、服務(wù)業(yè)等產(chǎn)業(yè)引入中國,并在天津、北京等地設(shè)立獨立研究所,組建科研團隊,轉(zhuǎn)向本土化生產(chǎn)研發(fā)。如今,三星在中國共有8家研發(fā)中心,研發(fā)布局涵蓋通信、人工智能、半導(dǎo)體等領(lǐng)域。

  如今,三星在中國的產(chǎn)業(yè)重點不再是以往手機、家電等整機產(chǎn)品的組裝,但這并不意味著三星減少在華投資,更不會削弱中國對三星的戰(zhàn)略意義。中國“十四五”期間要補充產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈短板,形成具有更強創(chuàng)新力、更高附加值、更安全可靠的產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈,向全球產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈的中高端邁進。中國三星與中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展步調(diào)保持一致,投資方向也持續(xù)迭代升級,加快向高端制造業(yè)、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。

  臺積電憑借其先進制程的技術(shù)優(yōu)勢,穩(wěn)坐晶圓代工市場的頭把交椅,而三星作為追隨者這么多年來一直在尋找趕超臺積電的機會。

  可惜三星最近幾代工藝的問題太多,導(dǎo)致高通都轉(zhuǎn)投臺積電,三星自然不會善罷甘休。

  據(jù)外媒報道,三星現(xiàn)在正向晶圓代工先進制程發(fā)起沖鋒,繼在6月底宣布3nm領(lǐng)先業(yè)界量產(chǎn)后,其4nm的良品率也已經(jīng)有了顯著提升。

  并且正在準備擴大其產(chǎn)能,預(yù)計到今年第四季度每月將會新增2萬片產(chǎn)能,準備在4nm制程上豪擲約50000億韓元(約258億元人民幣)的投資,以此希望能夠從臺積電手上搶下更多高通、AMD、英偉達等大廠的晶圓代工訂單。

  業(yè)界指出,三星晶圓代工產(chǎn)能過往約六成提供自家芯片生產(chǎn),其余承接委外訂單,今年積極擴產(chǎn),并擴大承接晶圓代工訂單,將自家芯片產(chǎn)能占比降至五成。研究機構(gòu)估計,三星在先進制程產(chǎn)能規(guī)模上仍僅約臺積電五分之一。

  早在6月份,三星電子就已經(jīng)正式官宣,已于韓國的華城工廠大規(guī)模開始量產(chǎn)3nm芯片,與前幾代使用的FinFET的芯片不同,三星使用了GAA晶體管架構(gòu),能極大改善芯片的功率以及效率。

  與之前的5nm相比,新一代的3nm制程工藝降低了45%的功耗,并且性能提升23%的同時減少16%的面積。

  三星還宣稱,第二代的3nmGAA制造工藝也尚在研發(fā)中,下一代工藝將使芯片的功耗降低50%,性能提升30%并減少35%的面積。

  三星電子表示,其GAA晶體管芯片將會應(yīng)用于高性能、低功耗的計算領(lǐng)域,并計劃拓展到移動處理器。

  三星電子的3nm芯片采用了GAA架構(gòu)通過降低電源電壓和增強驅(qū)動電流的能力來有效提升功率。

  此外,三星還在高性能智能手機處理器的半導(dǎo)體芯片中也應(yīng)用過納米片晶體管,與納米線技術(shù)相比,前者擁有更寬的通道,以及具備更高的性能和效率。三星的客戶可通過調(diào)整納米片的寬度,來定制自己需要的功耗和性能指標。

  此次三星豪擲重金,不知能否在4nm制程工藝上成功搶單臺積電,看來半導(dǎo)體行業(yè)又將風起云涌了。

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