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圓晶代工生產：三星手機PK臺積電，誰的贏面大？
臺積電近期多事之秋，于2018年6月進行高管交接，也各自在2018年8月產生計算機病毒感柒惡性事件，和2019年1月暴發圓晶品質缺陷惡性事件，但多虧30以來，焊錫產品研發穩扎穩打，穩打穩扎，確保優秀焊錫一路領先。
2019年4月24日，三星公司發布了將來的融資計劃和總體目標，方案在將來12年之內（2019年至2030年）項目投資約1200億美金提升系統軟件LSI和圓晶代工生產業務流程層面的競爭能力；并借助廉價搶到NVIDIA下代GPU訂單信息，完全力挑臺積電。 但目前遭受日本國原料禁運，抹到了一層層黑影。
文中從發展史、生產地、優秀焊錫、封裝合理布局等層面來整理三星手機挑戰臺積電的贏面。
一、發展史
1、臺積電
1987年2月21日創立，臺積電宣布創立，開辟純圓晶代工生產新方式；1988年企業營業額超出臺幣10億；1991年企業實現提高效益臺幣5億，自此無1年虧本；1993年營業額超出臺幣100億；1994年9月在中國臺灣發售，當初營業額達臺幣193億（約6億美金）；1995年營業額超出10億美金；1998年營業額超出臺幣500億；2000年營業額初次超出1000億臺幣（臺幣1660億）；2008年營業額超出100億美金（臺幣3330億）；2012年營業額初次超出臺幣5000億；2018年營業額初次超出臺幣10000億。2017年和2018年的市場份額為56%。
做為技術專業集成電路芯片生產制造第三產業的創始者與管理者，臺積電潛心為全世界Fabless企業、IDM企業和系統集成公司出示圓晶生產制造服務項目。自開創剛開始，臺積電即不斷出示顧客最優秀的技術性及臺積電TSMC COMPATIBLE設計構思服務項目，在出示優秀的圓晶生產工藝與最好的生產制造高效率上已創建了優良的信譽。
臺積電在有著優秀技術性后，將其轉化成生產制造優點，主要包括合格率、可信性、按時供貨性、充裕的生產能力以應對客戶滿意度和生產制造周期時間等。技術性與生產制造上的優點，轉化成與顧客的長期性信賴關聯。
2、三星公司
2005年，三星公司剛開始進到12英尺邏輯性加工工藝圓晶代工生產行業，2017年5月12日，三星公司公布調節企業各個部門，將圓晶代工生產各個部門從系統軟件LSI各個部門中單獨出去，創立三星公司圓晶代工生產，關鍵承擔為全世界顧客生產制造非存儲芯片，進而與以臺積電為先的純圓晶代工生產企業市場競爭。
從2005年到2009年，三星公司的時代工營業額不夠4億美金。到2010年啃上iPhone（Appple），剛開始代工生產iPhoneA系列產品Cpu（包含A4、A5、A6、A7），代工生產主營業務收入出現爆長，2010年總體代工生產收益猛增至12億美金（在其中 iPhoneA系列產品Cpu商品代工生產收益達8億美金）。因為iPhone等移動智能終端商品交貨猛增，三星公司的圓晶代工生產營業額節節攀升，到2013年超過39.5億美金，當初iPhone的代工生產收益占據企業代工生產全年收入的86%。能夠說2010年至
2013年三星公司的代工生產營業額徹底是靠iPhone在支撐點。
因為20納米技術加工工藝焊錫合格率沒法攻克等多方面的緣故，2014年三星公司喪失iPhoneA系列產品Cpu訂單信息，iPhoneA8Cpu所有交給臺積電（TSMC）代工生產；2015年總算搶得A9Cpu一部分訂單信息，但因為合格率和功率操縱比不上臺積電，造成2016年的A10Cpu又所有由臺積電包圓。因為喪失iPhone這一客戶，造成2014年和2015年圓晶代工生產營業額出現下降。
以便彌補生產能力，三星公司代工生產單位積極主動進攻，搶到高通驍龍（Qualcomm）運用Cpu和網絡服務器集成ic、超微半導體材料（AMD）的微控制器集成ic、英特爾顯卡（Nvidia）的圖像處理集成ic、安霸（Ambarella）的視覺解決集成ic、特斯拉汽車（Tesla）的自駕游系統軟件集成ic的訂單信息，足以填補iPhone逃單的困境。2016年營業額超過44億美金，超出2013年的水準，創出三星公司圓晶代工生產營業額的新記錄。
依據市場研究公司IC Insights的資料顯示，三星公司2017年圓晶代工生產營業額達46億美金，在全世界圓晶代工生產銷售市場以6%的市場占有率排行最后，前三各自是臺積電（TSMC）的56%，格芯半導體材料（GlobalFoundries）的9%，連電（UMC）的8.5%；2018年圓晶代工生產營業額達100億美金，市場占有率達14%，排行全世界其次。
2018年三星公司排行全世界其次大圓晶代工生產企業，并不是銷售業績暴增，實乃分拆單位造成。緣故是圓晶代工生產單位改名換姓，已不歸屬于系統軟件LSI業務流程。因此如今包含Cpu集成ic（Exynos等）、CIS圖像傳感器、顯示驅動集成ic、電源管理芯片的生產制造收益都算為圓晶代工生產單位營業額，因而營業額一路上上漲，市場占有率一夕飆高。
二、生產地
1、臺積電
現階段在中國臺灣有著三座12英尺超大型晶圓廠、兩座8英尺晶圓廠和一幢6英尺晶圓廠，在中國內地有一幢12英尺晶圓廠和一幢8英尺晶圓廠，在國外有著一幢8英尺晶圓廠。坐落于中國臺灣的第四座12英尺超大型晶圓廠FAB18的第一期也于2019年圓滿建成投產。
2018年出示261種不一樣的焊錫技術性，為481個顧客生產制造10436種不一樣商品，圓晶銷售量達1080萬片12英尺約當圓晶量。
2019年，臺積電預估出示約1200萬片的12英尺約當圓晶的年生產能力，在其中7納米技術生產能力約100萬片12英尺圓晶。
3nm加工廠也在方案基本建設中。
2、三星公司
到2019年末，三星公司圓晶代工生產專享線將升至7條，包含6條12英尺和3條8英尺。
現階段，三星公司代工生產業務流程能夠出示包含65納米技術、45納米技術、32/28納米技術HKMG、14納米技術FinFET、10納米技術FinFET、7納米技術FinFET EUV加工工藝，顧客包含iPhone、高通驍龍、超微半導體材料、賽靈思、英特爾顯卡、恩智浦（NXP）及其日本當地企業Telechips等。
日本器興（Kiheung）的S1，完工于2005年，是三星手機第一條12英尺邏輯性代工生產生產流水線，現階段燒錄65納米技術至8納米技術功耗集成ic，商品適用于計算機網、智能機、小車、及其日漸成才的物聯網技術銷售市場等。
英國奧斯汀（Austin）的S2是由原8英尺廠更新改造而成；2010年8月剛開始凈化室基本建設，2011年4月剛開始12英尺邏輯性商品建成投產，當初達產43000片；現階段燒錄65納米技術至14納米技術商品。2010年開設產品研發管理中心，致力于為系 統軟件LSI單位開發設計性能、功耗、繁雜的CPU和系統軟件IP構架和設計構思。
日本華城（Hwasung）的S3，是2018年投建的12英尺邏輯性生產流水線，現階段關鍵生產制造10納米技術至8納米技術商品，將是三星手機7納米技術商品的主力吸籌生產廠家。
日本華城的S4，是原DRAM用產線FAB11開展更新改造，現階段CMOS影象控制器（CIS）專用型生產流水線。坐落于華城的12英尺DRAM產線FAB13也已經抓緊更新改造為CMOS影象控制器專用型生產流水線。
日本華城的EUV專用型產線自2018年2月開工建設至今，已經抓緊基本建設。加工廠將項目投資60億美金，將于2019年第三季度進行基本建設、2020年宣布建成投產。前期以7納米技術商品主導，因時制宜EUV光刻技術。
日本器興的8英尺圓晶代工生產線新FAB6于2016年對外開放，包含原先的FAB6、FAB7、FAB8等3個廠，包含從180納米技術到70納米技術加工工藝連接點，目前生產能力貼近25萬片，焊錫技術性包含內嵌式快閃記憶體（eFlash）、輸出功率元器件、 影象感測器CIS，及其高工作電壓焊錫的生產制造，關鍵對于日本當地的Fabless。
三、焊錫
1、臺積電
自1987年創立至今，臺積電始終堅持不懈“創建內部產品研發”發展戰略，為企業產生了更顯的核心競爭力。臺積電根據從中國臺灣工業生產技術性研究所遷移3.5μm和2μm技術性創立企業，一起為東芝訂制了3.0μm技術性。只是1年以后，臺積電于1988年取得成功開發設計了自身的1.5μm技術性。接著開展了一連串不斷的取得成功開發設計，包含1.2μm，1.0μm，0.8μm，0.6μm，0.5μm，0.3μm和0.25μm加工工藝。
1999年，臺積電公布了全世界第一位0.18μm功耗生產工藝。從那以后，臺積電推動制造行業持續變小的圖形界限技術性，從0.13μm，到90nm、65nm、40nm、28nm、20nm、16/12nm、10nm、7nm，再到2019年的5nm加工工藝。
2018年臺積電營業額超出臺幣10000億，在其中優秀焊錫技術性（28納米技術及下列更優秀焊錫）的營業額占總體營業額的63%，而7納米技術的的營業額占總體營業額也是超出20%，變成首位大營收來源于。
那麼人們討論一下臺積電在10納米技術下列加工工藝的合理布局狀況。
N7：2017年4月7nm剛開始風險性生產制造，2018年燒錄，第③季剛開始奉獻營業額，在2018年有40好幾個顧客商品流片，預估2019年還將有100好幾個新品流片。與10nm FinFET加工工藝對比，7nm FinFET具備1.6倍邏輯性相對密度，約20%的速率提高和約40％%的功率減少。有2個加工工藝焊錫能選，一要對于AP，二是對于HPC（超高功能計算運用）。
N7+：2018年8月進到風險性生產制造環節，2019年第③季剛開始燒錄，是臺積電第一位應用EUV光刻解決方法的半導體材料生產工藝。
N6：為加強7nm技術性，提高效率/成本費優點且加快商品發售時間，2019年4月發布的6nm焊錫技術性，選用EUV光刻解決方法，預估將在2020年第一季風險性試生產，第③季保持燒錄。據了解N6加工工藝比N7加工工藝出示高于18%的邏輯性相對密度，設計構思標準與N7徹底適配，使其全方位的設計構思生態體系足以多次重復使用。
N5：5nm技術性于2019年3月進到風險性生產制造環節，預估2020年第2季拉升生產能力并進到燒錄。主力吸籌生產制造加工廠是Fab 18。與7納米技術焊錫相比，5nm集成ic相對密度提升80%，在相同與運算效率下可減少15%功率，在相同功率下可提高30%與運算效率。
N5P：N5P（5nm+）預估2020年第一季剛開始試生產，2021年進到燒錄。與5nm焊錫相比在相同功率下可再提高7%與運算效率，或在相同與運算效率下可再減少15%功率。
3nm：現階段沒有大量3nm的技術性信息內容，可是3納米技術加工廠的項目投資案早已公布，方案項目投資超出臺幣6000億元在新竹合肥廬陽區修建，預估2020年開工，2022年末燒錄。
2nm：2019年每下二季公布全面啟動2nm加工工藝的產品研發，未來工廠將設定在坐落于新竹中國南方科技園區。
2、三星公司
2005年三星公司進到圓晶代工業生產；2006年首例顧客簽訂65納米技術；2009年45納米技術加工工藝剛開始接單子，同一年11月在半導體材料研究室創立邏輯性加工工藝開發設計精英團隊，以加強圓晶代工生產業務流程；2010年1月首例發布32納米技術HKMG加工工藝；2014年發布第1代14納米技術FinFET加工工藝；2016年10月17日，第1代10納米技術FinFET加工工藝燒錄。
那麼人們討論一下三星公司在10納米技術下列加工工藝的合理布局狀況。
8LPP：8LPP在生產工藝流程變換為EUV（Extreme Ultra Violet）光刻技術以前，具備較大的核心競爭力。融合三星手機10nm技術性的重要生產流程自主創新，與10LPP對比，8LPP在特性和門電路相對密度層面出示了附加的優點。2018年11月取得成 功燒錄Exynos 9系列產品（9820）。
7LPP：7LPP將是第一位應用EUV光刻解決方法的半導體材料生產工藝。這兒要注重二點，一要根據和ASML的協作，開發設計出了250W較大的EUV源輸出功率，它是EUV進到到很多生產制造中的最關鍵的里程碑式，EUV光刻技術的布署將擺脫摩爾定律拓展的阻礙，為單一化的納米技術半導體技術的發展趨勢攤平了路面；二是重要IP將于2019年上半年度進行產品研發，第三季度將開展建成投產。
5LPE：5LPE將選用三星手機與眾不同的智能化放大（Smart Scaling）解決方法，將其列入應用場景EUV的7LPP技術性之中，可保持更大規模拓展和超功耗優點。
4LPE/LPP：4LPE/LPP是三星公司最后運用高寬比成熟期和制造行業認證的FinFET技術性，融合先前5LPE加工工藝的成熟技術，集成ic總面積更小，特性更高，能夠迅速超過高良率燒錄，也便捷顧客升級。
3LPP：3LPP將初次應用全新升級的MBCFETTM（Multi Bridge Channel FET，多中繼安全通道場效應晶體管）構造，應用場景GAAFET（Gate All Around FET，旋轉柵極場效應晶體管）技術性。GAAFET必須再次設計構思三極管最底層構造，擺脫當 今技術性的物理學、特性極限，提高柵極操縱，特性大大的提高。預估2020年資金投入危害性試生產。
四、封裝合理布局
1、臺積電
2008年剛開始優秀封裝合理布局。最先創立集成化互聯與封裝技術性融合單位，2009年剛開始戰略部署三維立體集成電路芯片（3D IC）系統軟件融合服務平臺。
現階段，臺積電優秀封裝技術性WLSI（Wafer-Level-System-Integration）服務平臺包含具有的CoWoS封裝、InFO封裝，及其對于PM-IC等較中低端集成ic的扇入型圓晶級封裝(Fan-In WLP)，還將于2021年發布系統軟件級融合集成ic（SoIC，System-on-integrated-chips）等封裝技術性，陣容更為整齊、頑強。
CoWoS于2011年開發設計取得成功，張忠謀在第③季法說大會上揚言，臺積電要涉足封裝行業。這一舉動震撼人心半導體材料業內，非常是封裝業；到2013年燒錄時，只能程控邏輯門櫥窗陳列經銷商賽靈思（Xilinx）一間的28納米技術商品燒錄。前 CoWoS早已得到NVIDIA、AMD、Google、XilinX、海思芯片等高檔HPC集成ic訂單信息。
InFO技術性于2016 年11月首次用以iPhone 7的A10Cpu。InFO技術性取得成功運用于追求完美性價比高的移動通信銷售市場，AP商品是其關鍵顧客。
SoIC深植于CoWoS與WoW（多晶圓層疊，Wafer-on-Wafer）技術性，SoIC非常仰仗于CoW（Chip-on-wafer）設計構思，這針對集成ic從業者而言，選用的IP都早已驗證過一場，生產制造上能夠更成熟期，合格率還可以提高，還可以導進存儲芯片集成ic運用。更關鍵的是，SoIC能對10納米技術或下列的焊錫開展圓晶級的鍵合技術性，這將有利于臺積電加強優秀加工工藝焊錫的競爭能力。WoW技術性穿透硅埋孔（TSV，Through-silicon Vias）互聯聯接的10μm孔相互觸碰，將雙層邏輯運算模塊以立體式方法層疊一起，構架出髙速、低延遲時間互聯特性。盡管TSV互聯早已應用在DRAM 及3D NAND 等存儲芯片的生產工藝上，可是用在邏輯運算模塊的燒錄上，卻還是初次。
2、三星公司
現階段，三星公司已經全力以赴促進FOPLP（控制面板級扇出型封裝，Fan-Out Panel Level Packaging）技術性，已燒錄了FOPLP-PoP與I-Cube 2.5D優秀封裝技術性，期待可與臺積電的InFO、CoWoS封裝伯仲之間。
I-Cube 2.5D：現階段早已燒錄，能夠保持4路HBM 2顯卡內存堆棧。2020年則會發布3D SiP系統軟件級封裝，適用人工智能技術（AI）、超高功能計算（HPC）、互聯網和GFX，三星公司寄期待I-Cube 2.5D能和臺積電CoWoS封裝焊錫相匹敵。
FOPLP-PoP：對于移動智能終端用運用Cpu，稱為是匹敵臺積電InFO的封裝焊錫。2018年10月宣布生產制造Galaxy Watch運用Cpu（AP）集成ic。但現階段來看，規模性燒錄還是不成熟期。
五、結束語
試煉場上拼爹是不足的，還是得憑整體實力說話。如同臺積電（TSMC）憑著頂尖生產工藝（Technology）、貼心服務（Service）、生產制造工作能力（Manufacture），與顧客（Customers）創建牢靠的合作關系，平穩地造就了強勁有力的成才。