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三星前有路障、後有英特爾追兵 2030年挑戰台積老大地位真有影?

三星電子副董事長李在鎔(右二)與南韓總統文在寅(右三),2019年4月底共同視察三星在京畿道華城市興建的7奈米EUV製程晶圓廠。 三星官網
三星電子副董事長李在鎔(右二)與南韓總統文在寅(右三),2019年4月底共同視察三星在京畿道華城市興建的7奈米EUV製程晶圓廠。 三星官網

【文.劉煥彥】

南韓三星電子今(24)日早上終於公開備受矚目的美國新晶圓廠投資案,將投資170億美元(約4700億台幣),在德州中部的泰勒鎮設立先進技術的晶圓廠,預計明年上半年動土、2024下半年投產,這也是三星在美國歷來規模最大的投資案。

早在2019上半年,三星電子就高調提出「半導體願景2030」,擬未來12年總共投資171兆韓元(約4兆3700億元台幣),宣示要在2030年成為非記憶晶片類半導體產品的全球第一名。

換句話說,三星等於不點名地挑戰台積電的全球晶圓代工龍頭地位。

但連南韓自家的專家都認為,三星宣布要在美國投資的170億美元,手筆或許很大,但若真想挑戰台積電在全球晶圓代工的龍頭地位,一定要把晶圓代工事業或系統LSI(系統半導體)事業分拆出去,「不做這件事就辦不到」。

「三星客戶信賴三星的程度,會像信賴台積電一樣嗎?」

三星在美國德州宣布新晶圓廠投資案,前排左起聯邦參議員柯寧、德州州長亞柏特,及三星副董事長暨裝置解決方案負責人金基南。 shutterstock
三星在美國德州宣布新晶圓廠投資案,前排左起聯邦參議員柯寧、德州州長亞柏特,及三星副董事長暨裝置解決方案負責人金基南。 shutterstock

南韓媒體Korea Herald報導,韓國科學技術院(KAIST,南韓國立的研究型大學)電機教授Yoo Hoi-jun直言,像蘋果這種國際大企業之所以委託台積電代工,就是因為三星電子對他們來說是競爭對手。三星的晶圓廠除了為其他廠商代工,也生產自家用的晶片,蘋果自然不可能冒著自家晶片機密外洩給對手的風險。

「三星電子必須抉擇,要不把晶圓生產事業分拆出去,要不把系統LSI事業(負責晶片設計)分拆出去,才能向客戶保證,其晶片數據不會從在這兩個事業體之間互通。但就我所了解,三星沒有在考慮分拆事業。」

三星這個問題以前就業界被拿出來討論過,2019年7月時任台積電代理發言人、企業訊息處資深處長孫又文,在接受英國金融時報訪問時就說:「我們絕對不跟客戶競爭,我們是與客戶合作,三星則與所有人競爭。」

「這不是說他們永遠找不到晶圓代工的客戶,但它們(客戶)信賴三星的程度,會像信賴台積電一樣嗎?」

若英特爾強力進軍晶圓代工 三星恐拿不到足夠EUV

Korea Herald報導提到,在5奈米及7奈米等半導體先進製程的全球前十大客戶中,只有四家廠商在三星下單生產,包括高通、輝達(Nvidia)、IBM及三星本身。

由於高通及輝達也在台積電下單,一旦三星晶圓代工的品質不理想,它們自然回轉向台積電的懷抱。

三星電子力拼晶圓代工的挑戰不只於此,因為美國英特爾來勢洶洶,三星的業界老二地位大受威脅。

韓國官方的韓國產業經貿研究院研究員Kim Yang-pang指出,「要經營晶圓生產事業,就需要有極紫外光(EUV)設備,而荷蘭艾司摩爾(ASML)是唯一的EUV製造商。一台EUV設備要價2000億韓元(約51億元台幣),所以進入門檻極高」。

「不僅如此,美國以國家安全因素為由,阻擋中國企業購買EUV設備,三星自然受惠於美中科技戰,但若像英特爾等美商也踏進晶圓生產事業,ASML將被迫拆開EUV額度,到時候三星能拿到的EUV設備,可能就不會像現在這樣充足。」

荷蘭半導體設備大廠ASML的EUV光刻機NXE 3400系列,每台造價超過30億元台幣,是台積電7奈米製程量產的夢幻武器。(圖片來源:ASML官網)
荷蘭半導體設備大廠ASML的EUV光刻機NXE 3400系列,每台造價超過30億元台幣,是台積電7奈米製程量產的夢幻武器。(圖片來源:ASML官網)

今年ASML製造48台EUV 三星、台積電就包下37台

報導提到,EUV設備敏感度高、生產難度也高。2021年ASML生產的48台EUV設備,有37台是給三星電子及台積電。該公司2022年將生產51台,三星及台積電就包下了其中40台。

從台積電、三星到中國半導體生產龍頭中芯國際,各家晶圓代工廠都在搶訂EUV微影設備,到底這種技術有多神奇?

為何各家晶圓廠都搶EUV? 「生產時程從80天縮到20天」

2017年9月,時任中芯國際共同執行長趙海軍在北京微電子國際研討會中演講時指出,EUV將在7奈米製程形成主流,EUV變化非常大,很多環節都要重新開始,變化太快。

他說:「28奈米工藝如果到7奈米,性能可以增長68%,如此巨大的增長,很多foundry(晶圓廠)一定會去做,做製造的時間非常重要,foundry一定要在接到訂單60天之內從把硅片(晶片)交出去,後續還要做封裝測試這些東西,大概需要一個月,這樣正好一個季度。」

「EUV最大的優點是可以20多天出廠,而用其他工藝要80多天,做大生產必須要用到EUV。」

本文授權自今周刊,原文見此

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