三星电子与台积电的十年战事：芯片代工巨头的火药味越来越重

三星电子和台积电两大 芯片代工 巨头之间的火药味已经越来越浓了，这场持续近十年的拉锯战如烈火烹油般愈演愈烈。今年6月，拓墣产业研究院发布2019年Q2全球十大晶圆代工厂排行榜，数据显示，在芯片代工市场整体下滑的局势下，头部玩家也不堪重压，2019年第二季度10大厂商总营收为153.6亿美元，同比下降8%。

其中，台积电以75.53亿美元的营收位居第一，市场份额高达49.2%，盘踞着芯片代工市场半壁江山，三星电子则以27.73亿美元营收紧随其后，市场份额为18%。

虽然三星电子的市场份额离台积电还有不少差距，但相比之下，纵观分别凭13.36亿美元和11.6亿美元位列第三、第四的格芯与联电，三星电子成为唯二份额破10%，且能与台积电对台较劲的玩家。

实际上，台积电与三星电子之间的博弈相持已久，本来在制程工艺上还有英特尔这个不可小看的劲敌，但近年来它在制程竞赛上的表现并不积极，一派坐山观虎斗之态，因此三星电子和台积电之间的缠斗在业界显得更加耀眼。

订单争夺赛中，前段时间三星电子吞下英伟达下一代GPU肥单，并有传闻它也将高通骁龙865订单收入囊中。而彭博社和Digitimes在今年5月陆续报道，台积电凭借先进的7nm EUV（N7+）制程，紧握苹果A13处理器和华为海思的麒麟985订单。

芯片制程大战中，三星电子的7nm制程与台积电相比虽面世较晚，但在今年8月7日，三星电子正式发布了全球首颗采用7nm EUV工艺制成的Exynos 9825芯片。台积电则在今年5月宣布已开始量产采用EUV光刻技术的N7+，并计划在2020年量产3nm。如今，距戈登·摩尔提出的“摩尔定律”已过去了54年，关于“摩尔定律已死”的论调也已传声数年。

这次，芯潮将目光聚焦在台积电和三星电子的十年拉锯战，通过深度调查，看清两家芯片代工巨头之间的对战背后的芯片产业大局。在这个特殊的时间点，可以看到台积电和三星电子的芯片代工战已经搅动从芯片到5G、消费电子多个产业，其手法和细节远比想象中复杂和精彩。

▲三星电子与台积电市场争夺战关键点

芯片代工抢单拉锯战

说起台积电和三星电子的芯片代工之战，必然绕不开双方竞抢商业订单的话题。其实早在2014年，双方就已开始在相互抢夺代工话语权。当时，一路在制程工艺研发上不断超速跃进的台积电，已然拥有了和三星电子对抗的实力，并顺利用28nm工艺从后者手中抢获了苹果的iPhone A8订单，三星电子只能抱着32nm制程遗憾退场。

转眼到2015年，三星电子因其14nm芯片工艺的突飞猛进，并开出比台积电更低的代工费用，抢回高通、AMD和NVIDIA等不少大客户订单。然而，当时全球手机市场正开始略显衰退之色，并在2016年出现颓势，市场高端智能手机需求下滑，导致高端芯片的需求也随之减少。但已经在先前一波对抗中尝到甜头的三星电子并不满足于此。

于是，它将目光重新放在了苹果iPhone芯片这块肥肉上。原本苹果在2015年推出iPhone 6s时，其A9芯片的代工订单是由台积电和三星电子分食。

但别忘了，与台积电只专注代工芯片制造不同，三星电子的整体业务十分广泛，芯片代工只是其中的一小部分，更别说它在移动终端也有庞大的智能手机业务。这意味着，三星电子的芯片也 自产自销 。

但是，一向不喜欢把鸡蛋都放在一个篮子里的苹果公司感到了危机。一方面，从2011年起，苹果和三星电子就因专利战陷入了长达七年的官司泥沼，主要围绕产品的实用和设计方面。虽然三星电子曾在2015年同意向苹果赔付5.48亿美元，但双方并未真正和解，再次进入上诉流程。另一方面，在2012年，三星电子的竞争力不断提升，不仅成为了苹果iPad最大的屏幕供应商之一，还垄断了iPad的NAND闪存、DRAM内存和其他核心配件，在一台均价560美元的iPad供应链中占据了36%的份额。

与此同时，当时的台积电与三星电子相比，前者不仅在芯片制程工艺、封装工艺和出货量上都更为成熟，成本也更低，自然成为了苹果的优选。基于这不可避免的多元竞争关系，苹果和三星电子彻底分手，将三星电子芯片代工拒之门外。随后，苹果2016年iPhone 7/7 Plus的A10 Fusion芯片、2017年iPhone 8/X的A11 Bionic芯片，这些代工订单基本由台积电独食，分别采用了16nm制程和10nm制程。

▲iPhone A11 Bionoc芯片

面对这笔得而复失的肥单，三星电子也不是没有努力过。可三星电子未曾料到，2017年5月，台积电宣布其7nm制程工艺成功试产，并将于2018年开始量产，而当时三星电子要完成7nm工艺的研发也得等到一年后了。

随后6月，64岁的三星电子CEO权五铉亲自赴美拜访苹果高层，想要借双方在OLED屏幕方面的合作关系，试图在苹果A12处理器的订单上分一杯羹。

但事实证明，当时台积电的7nm制程工艺无论是在能效、功耗还是运算速率上，均优于三星电子。不仅是苹果，就连华为海思、高通、英特尔和联发科等都纷纷投入台积电怀抱，三星电子抢单计划流产。在7nm上吃了亏的三星电子，在2018年4月正式完成7nm制程的研发，随后便在10月宣布了7nm EUV工艺的量产计划。

▲三星Exynos芯片

起初，由于三星电子的7nm EUV工艺技术不够成熟，一度未曾被市场认可。直到今年，三星电子的这一尴尬境况才稍见好转。三星电子凭借着7nm EUV工艺技术和低价抢单手段，先是在今年6月抢下了英伟达大单，负责生产英伟达计划于明年推出的下一代GPU。

随后又有产业链消息传言，三星电子重新获得高通骁龙865处理器订单，并将在今年年底前实现量产。另一方面，彭博社曾在今年5月报道称，台积电将继续独食苹果A13处理器，准备进行大规模量产，此外Digitimes也在5月透露，台积电准备在第三季度开始量产华为麒麟985。虽然，这些都表明台积电的手里还有几张分量十足的底牌，但对三星电子来说，今年可是它首次在7nm领域抢下台积电的大客户订单。这也意味着，三星电子和台积电的芯片代工抢单大战再次打响。

三星电子扩大代工业务，直追台积电

实际上，曾经三星电子的芯片代工业务一直“寄人篱下”，并不是一个独立的部门。2017年之前，三星电子的 半导体 帝国主要运营着存储芯片和非存储芯片两大部门。其中，后者又被称为S.LSI（System LSI），主要负责IC设计和Fab芯片代工，为其客户和自家的智能手机生产芯片。

但在移动终端厂商们看来，他们与三星电子之间存在的竞争关系，在三星电子的这种业务结构下存在着较大的商业风险。因此，三星电子芯片代工业务的发展一直受到阻碍。

2016年，三星电子的半导体业务营收以401.04亿美元位居世界第二，市场占有率达11.7%，仅次于英特尔。然而，三星电子的芯片代工部门在这一年的营收仅为44亿美元。为了进一步扩大自身的芯片代工业务，提高半导体市场的竞争力，2017年5月，三星电子宣布将组建一个新的芯片代工业务部门，主要为高通和英伟达等客户提供芯片代工服务，其中包括移动处理器和其他非存储芯片。

不仅如此，2018年初，三星电子相关负责人曾放出狠话，表示要在2018年底实现超越联电和格芯，跃升芯片代工市场份额第二的目标，并在未来直逼台积电。那时，台积电已在芯片代工领域驰骋多年。据拓墣产业研究院公布的数据显示，2017年台积电的营收为320.4亿美元，以55.9%的市场份额稳坐第一。而当时排名第四的三星电子，芯片代工业务的营收为43.98亿美元，市场占有率7.7%。有趣的是，在这十大代工厂中，只有三星电子是唯一的IDM（Integrated Design Manufacturing ，整合组件制造商）厂商，虽远不及台积电，但也是全球最大的IDM代工厂。

拓璞产业研究院发布2017年全球前十大晶圆代工厂排名

那么三星电子在2018年是否达成了目标呢？实际上，2018年上半年，三星电子的晶圆代工业务营收为21.64亿美元，同比降低2.2%，市场占有率为7.4%。反观一哥台积电，上半年营收163.08亿美元，相当于7个半三星电子，并瓜分着56.1%的市场占有率。

▲拓璞产业研究院发布2018年上半年全球前十大晶圆代工厂排名

但市场调研机构IC Insights统计，三星电子的芯片代工业务营收在2018年将增长至100亿美元，以14%的市场占有率超越位列第二的格芯。同时，台积电的营收也将达到347.65亿美元。值得注意的是，IC Insights的报告还指出，三星电子市场占有率的迅速提高主要得益于芯片代工部门的独立，把其自产自销的Exynos芯片归在了芯片代工业务的营收中。然而事实证明，三星电子不仅做到了，并且其营收还势如破竹般增长，将格芯和联电甩在了后头。

截至今年6月，拓璞产业研究院发布2019年Q2全球前10大晶圆代工营收数据。数据显示，当下全球芯片代工需求仍在下滑，台积电Q2营收达75.53亿美元，同比降低4%，市场占有率达49.2%。三星电子Q2营收为27.73亿美元，同比降低9%，市场占有率为18%，仅次于台积电。而本季度的格芯、联电以及中芯，其市场占有率均未达10%。

▲拓璞产业研究院发布2019年Q2全球前十大晶圆代工厂排名

目前看来，台积电在全球的芯片代工市场中，仍然无出其右，而三星电子则是一支最有机会在未来市场中挑战台积电的潜力股。但需要注意的是，今年第一季度中，台积电和三星电子的市场占有率分别为48.1%和19.1%。如此看来，这两季度以来，两者之间的差距不仅没有缩小，反而呈小幅拉大之势。

7nm制程领域大战激烈

如今，在全球芯片代工市场中， 7nm制程技术 是战况最为激烈的一处战场，也仅剩下台积电和三星电子双方对峙，上演了一场又一场“神仙打架”。率先在7nm领域取得优势的台积电，在2018年实现量产后，凭这一技术陆续将苹果A12、华为麒麟980和高通骁龙855大客户订单收入囊中。

今年6月，台积电总裁魏哲家在上海技术论坛上表示，台积电作为全球第一家大规模量产7nm工艺的晶圆代工产，目前市面上所有采用7nm制程工艺的芯片全都是由台积电生产。据台积电2019年第二季度数据显示，该公司今年Q2营收77.46亿美元，其中7nm芯片的出货量就占了芯片业务总营收的21%，位列第二。第一则是16nm制程，占比23%。

▲台积电2019年Q2财报中芯片制程营收分布

诚然，在7nm这一节点上落后的三星电子，几乎就只能和自己玩。直到2018年，三星电子才正式完成7nm制程研发。但不甘心让台积电一家独大的它，便随后在10月宣布量产7nm EUV计划，并将在2020年1月实现正式量产。

凭借这项7nm EUV技术，三星电子纷纷拉客，终于在今年抢回了英特尔的芯片大单。EUV（Extreme Ultraviolet Lithography）又称极紫外光刻，是一种采用13.5nm长的极紫外光作为光源的光刻技术，对光照强度、能耗效率和精度等都有极高要求。现在，大多数芯片生产使用的都是一种名为DUV（深紫外光刻）的技术，波长193nm。

但随着半导体工艺的发展，芯片晶体管的面积和密度越来越接近物理极限，DUV技术在制造芯片时会产生严重的衍射现象，难以推进着制程工艺的进步，因此EUV技术就成为突破这一瓶颈的关键。但目前，全球仅有荷兰公司ASML掌握着高端光刻机的核心技术，设备的造价成本十分高昂，并且该公司在今年年初表示，2019年仅出货30台EUV设备，每台售价超过1.2亿美元，几乎是DUV光刻机价格的2倍。这么看来，能够抢到一台EUV光刻机设备无疑是对芯片代工厂实力和财力的双重考验。

去年，ASML公开了EUV光刻机的预定情况，各大厂商共预定了21台光刻机，其中台积电占了10台，三星则占了6台。而这，也将成为它们在7nm制程竞赛中拔得头筹的关键。三星电子官方表示，其7nm EUV工艺相较于自己的10nm，不仅能将芯片面积减少约40%，还能提升50%能效，并和其他7nm工艺相比，能效也将提升10%。

紧接着在今年8月7日，三星电子公布了采用7nm EUV工艺的Exynos 9825芯片。官方称，该芯片性能将提升20%至30%，同时耗电量也将减少30%至50%。值得一提的是，三星电子推出的Exynos 9825也是全球首颗7nm EUV芯片。另一方面，早在今年5月，就有报道称台积电已开始量产7nm+ EUV，并由华为麒麟985先行，同时苹果的A13芯片也瞄准了这一技术。虽然双方都并未官宣将采用台积电的7nm+ EUV技术，但就目前来看，台积电和三星电子在7nm EUV制程的对决上，三星电子确实以Exynos 9825占了先机。

7nm制程以下，抢先攻克物理极限

其实，在7nm以下的制程工艺方面，三星电子和台积电也照样打得火热，但以口水战为主的成分更大。今年6月，台积电正式官宣6nm工艺，其采用EUV技术，晶体管密度相比7nm提升了18％。同时，该工艺预计在2020年第1季度进入试产阶段。在5nm制程方面，2018年6月，台积电宣布将投资250亿美元研发5nm工艺，并在今年3月进入了风险试产阶段，预计将在明年2月实现量产。

此外，台积电也早把3nm工艺的研发提上日程。今年7月，官方表示3nm制程正处于早期研发阶段，其尺寸将比前一代缩小30%，预计将在2020年实现量产。甚至在2nm工艺节点上，台积电同样布下了局。今年6月，台积电宣布正式启动2nm工艺研发，预计将于2024年投产。三星电子也不甘落后，它在前段时间公布了最新的芯片代工计划路线图，其6nm、5nm和4nm工艺也将接踵而至。

▲三星最新公布的芯片制程路线图

路线图显示，三星电子首先计划将在今年下半年量产6nm LPP（6nm Low Power Plus），该工艺作为三星电子7nm LPP的加强版，其晶体管密度也将提升10%，并实现更低功耗。其次，5nm LPE（5nm Low Power Early）将在今年内完成流片，并于明年上半年投入量产。5LPE不管是在性能、功耗还是核心面积上都将得到一定的提升。同时，4nm LPE（4nm Low Power Early）将会在今年内完成设计，并将在2020年实现首次流片，2021年投入量产。三星电子表示，这三项工艺技术，实际上是在其7LPP工艺的基础上不断推进得来的。同样，三星电子也将其工艺研发的触手伸向了3nm节点。此前2018年12月，三星电子曾表示其3nm工艺已完成性能验证，将在2020年实现大规模量产。

结语：两大芯片代工巨头迎来新竞赛浪潮

如今，三星电子和台积电在芯片代工领域仍在持续火拼。一方面，三星电子虽然在过去几年与大客户订单失之交臂，但今年凭7nm EUV工艺强势抢单英伟达后，也意味着其向台积电重新宣战。另一方面，台积电一直以来坐拥着芯片代工市场的半壁江山。

三星电子自重新调整其半导体业务结构后，一路突破重围，其市场份额也从全球第四斩杀到仅次于台积电的地位。在芯片制程领域，7nm及以下领域虽仅剩台积电和三星电子对打，但双方在制程上的不断研发和力争量产，也将是一场漫长而激烈的抢食战。与此同时，这也是纯芯片代工巨头和全产业链电子巨头之间的一场对决。台积电作为芯片代工模式的首创者，自1987年创立以来，经过了32年的发展，已然成为全球最大的芯片代工企业。

而三星电子想要将公司业务布局全产业链的野心也日益明显，一边忙着推进其智能手机等移动终端的业务发展，一边也不忘提高自身在半导体领域的竞争力。虽然，今年全球政治和经济的摩擦影响了芯片代工市场的需求，各大芯片代工厂商营收同比均成下滑之势，但整体芯片市场随着芯片AI化和云端AI芯片的创新，其发展势头仍较可观。

芯片代工领域的头部玩家格局亦未定型，各方玩家还在不停厮杀。特别是韩国半导体产业也正面临着危急关头，以三星电子为首的韩系玩家不甘落后，它们既不想继续受到日本在半导体原材料方面的限制，同时三星电子作为全产业链的电子巨头，也不想输给代工厂。无论是芯片代工一哥台积电，还是全产业链电子巨头三星电子，它们都希望在芯片制程技术的研发和量产落地中先夺优势，并顺势而上进一步刮分市场。

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