臺(tái)積電創(chuàng)辦人張忠謀表示：三星是厲害對(duì)手，臺(tái)積電還沒贏

近年來，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，最為人所津津樂道者就屬晶圓代工龍頭臺(tái)積電與競爭對(duì)手韓國三星的競爭。雙方從制程演進(jìn)、客戶數(shù)量、市占排名、資本支出，一直到市值多少都讓大家拿出來比較。目前，雖然臺(tái)積電在其市場占有率上有過半的競爭優(yōu)勢。不過，三星也非省油的燈，2019 年也宣布將投資約1,150億美元的金額，希望能在2030年超車臺(tái)積電，成為非存儲(chǔ)器的系統(tǒng)半導(dǎo)體制造龍頭。

面對(duì)三星如此來勢洶洶，連臺(tái)積電創(chuàng)辦人張忠謀都表示，三星電子是很厲害的對(duì)手，臺(tái)積電還沒有贏。因此，在可以期待的未來是臺(tái)積電與三星的競爭仍將持續(xù)，鹿死誰手也還沒有明確的答案。 臺(tái)積電發(fā)展歷史1987 年2 月成立的臺(tái)積電，開創(chuàng)了全球純晶圓代工的新商業(yè)模式。在當(dāng)時(shí)，全球的半導(dǎo)體行業(yè)采取的是單一的IDM 模式，即企業(yè)內(nèi)部完成芯片設(shè)計(jì)、芯片生產(chǎn)和測試封裝等3 個(gè)流程，當(dāng)時(shí)的英特爾、三星等半導(dǎo)體企業(yè)都是采取這種模式。這些公司大多把針對(duì)外部的晶圓代工做為副業(yè)，主業(yè)是設(shè)計(jì)和銷售自己的產(chǎn)品，因此市場上沒有專業(yè)的代工服務(wù)。爾后臺(tái)積電的創(chuàng)立，才改變了這樣的模式。

而做為專業(yè)晶圓制造服務(wù)業(yè)的創(chuàng)始者與領(lǐng)導(dǎo)者，臺(tái)積電一開始就專注為全球無晶圓廠(Fabless) 企業(yè)、IDM 公司和系統(tǒng)整合公司提供晶圓制造服務(wù)。因此，自創(chuàng)立開始，臺(tái)積電即持續(xù)提供客戶最先進(jìn)的技術(shù)及臺(tái)積電TSMC COMPATIBLE 設(shè)計(jì)服務(wù)，在提供先進(jìn)的晶圓制程技術(shù)與最佳的制造效率上已建立了良好的聲譽(yù)。而且在擁有先進(jìn)技術(shù)后，將其轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)優(yōu)勢，其中包括良率、可靠性、準(zhǔn)時(shí)交貨性、充足的產(chǎn)能以應(yīng)付客戶需求和生產(chǎn)周期等。而且，技術(shù)與生產(chǎn)上的優(yōu)勢，轉(zhuǎn)換成與客戶的長期信任關(guān)系。而這樣的基礎(chǔ)也成為現(xiàn)任的臺(tái)積電董事長劉德音所一再強(qiáng)調(diào)的臺(tái)積電價(jià)值──「誠信正直、承諾、創(chuàng)新、客戶信任」。

面對(duì)客戶的需求1999 年，臺(tái)積電領(lǐng)先業(yè)界推出可商業(yè)量產(chǎn)的0.18 微米銅制程制造服務(wù)。2001 年，臺(tái)積電推出業(yè)界第一套參考設(shè)計(jì)流程（Reference DesignFlow），協(xié)助開發(fā)0.25 微米及0.18 微米的客戶降低設(shè)計(jì)障礙，以達(dá)到快速量產(chǎn)之目標(biāo)。2005 年，領(lǐng)先業(yè)界成功試產(chǎn)65 納米制程芯片。2009 年繼40 納米制程之后的28 納米制程，臺(tái)積電決定采用與英特爾相同的Gate-last 架構(gòu)，放棄IBM 的Gate-First 架構(gòu)，使得當(dāng)時(shí)同樣在開發(fā)28 納米制程的競爭對(duì)手聯(lián)電、三星、格羅方德都還持續(xù)在研發(fā)卡關(guān)的時(shí)刻，臺(tái)積電能在2011年正式量產(chǎn)28 納米制程。

▲ 臺(tái)積電制程技術(shù)演進(jìn)。（Source：臺(tái)積電） 2013 年臺(tái)積電新開發(fā)的20 納米制程首次拿到蘋果的A 系列處理器的訂單，而之后的2014 年，臺(tái)積電推出在20 納米制程基礎(chǔ)上加入FinFET 技術(shù)而成16 納米制程，并且取得使用于搭載于蘋果iPhone 6s 和iPhone 6s+ 智能手機(jī)上A9 處理器的部分訂單，也就是與三星所研發(fā)出的14 納米制程技術(shù)共同打造A9 處理器。

只是后續(xù)市場一連串傳出搭載三星代工芯片的iPhone 續(xù)航能力，較搭載臺(tái)積電代工芯片的iPhone 更低的情況下，其狀況雖遭到蘋果三星否認(rèn)，但是自A9 系列處理器之后，蘋果自A10系列處理器開始，直到近期最新的A14 系列處理器，蘋果就再也沒有讓三星進(jìn)行代工，這也使得臺(tái)積電從此種下與三星彼此激烈競爭的火種。 2016 年臺(tái)積電正式推出10 納米制程，以及InFO 扇出型晶圓級(jí)封裝技術(shù)，使得芯片制造降低成本、加快芯片制造周期。2017 年4 月，更先進(jìn)的7 納米制程開始開始大規(guī)模投產(chǎn)，相較于上一代的10 納米FinFET 制程技術(shù)，臺(tái)積電的7 納米制程技術(shù)在邏輯閘密度提高1.6 倍，運(yùn)算速度增快約20%，功耗降低約40%。

來到2020 年，臺(tái)積電最新的5 納米制程也進(jìn)入正式的量產(chǎn)階段。而后續(xù)的N5P 制程技術(shù)則預(yù)計(jì)于2021 年正式量產(chǎn)。另外，之后更先進(jìn)的3 納米制程，則預(yù)計(jì)將在2022 年量產(chǎn)。三星發(fā)展歷史2005 年，韓國三星電子開始進(jìn)入12 吋邏輯晶圓代工領(lǐng)域，2017 年5 月12 日，三星電子宣布調(diào)整公司業(yè)務(wù)部門，將晶圓代工業(yè)務(wù)部門從系統(tǒng)LSI 業(yè)務(wù)部門中獨(dú)立出來，成立三星電子晶圓代工，主要負(fù)責(zé)為全球客戶制造非存儲(chǔ)器的邏輯芯片，從而與龍頭臺(tái)積電進(jìn)行純晶圓代工市場的競爭。

事實(shí)上，從2005 年到2009 年，三星晶圓代工業(yè)務(wù)年?duì)I收不足4 億美元，相較于臺(tái)積電在2008 年就突破100 億美元的營收，其比例天差地遠(yuǎn)。直到2010 年開始代工蘋果A 系列處理器（包括A4、A5、A6、A7），才使得三星代工業(yè)務(wù)營收出現(xiàn)大幅度的成長。2010 年整體晶圓代工收入暴增至12 億美元，其中蘋果A 系列處理器產(chǎn)品代工收入達(dá)8 億美元。之后，隨著蘋果手機(jī)等移動(dòng)終端產(chǎn)品的出貨熱絡(luò)，導(dǎo)致三星的晶圓代工業(yè)務(wù)營收水漲船高，到2013 年已經(jīng)達(dá)到39.5 億美元，而當(dāng)年為蘋果代工的收入占總代工業(yè)務(wù)營收的86%，因此，可說2010 年至2013年三星晶圓代工業(yè)務(wù)營收完全是靠蘋果在支撐。

2013 年因?yàn)?0 納米制程良率無法突破等多方面的原因，三星電子失去蘋果A 系列處理器訂單，當(dāng)年的蘋果A8 處理器全部交由臺(tái)積電代工。2015 年好不容易再搶回蘋果A9 處理器的部分訂單，但由于產(chǎn)品的功耗控制不如臺(tái)積電，導(dǎo)致2016 年的蘋果A10 處理器訂單又全部由臺(tái)積電獨(dú)享，并且從此再也沒有再拿下過蘋果A 系列處理器的訂單。而失去蘋果這個(gè)大客戶，導(dǎo)致2014 年和2015 年晶圓代工營收出現(xiàn)下滑。

為了填補(bǔ)產(chǎn)能，三星代工業(yè)務(wù)積極出擊，2016 年搶下高通（Qualcomm）應(yīng)用處理器和伺服器芯片、超微半導(dǎo)體（AMD）的微處理器芯片、輝達(dá)（Nvidia）的圖形處理芯片、特斯拉（Tesla）的自駕系統(tǒng)芯片的訂單，得以彌補(bǔ)蘋果跑單的窘境。2016 年?duì)I收達(dá)到44 億美元，超過2013年的水平，還創(chuàng)下三星晶圓代工業(yè)務(wù)營收的新紀(jì)錄。而根據(jù)市場調(diào)查機(jī)構(gòu)《IC Insights》的數(shù)據(jù)顯示，三星電子2017 年晶圓代工營收達(dá)46 億美元，在全球晶圓代工市場以6% 的市占率排名第四，其他前三名則別是臺(tái)積電的56%，格羅方德（GlobalFoundries）的9%，以及聯(lián)電（UMC）的8.5%。

2018 年三星的晶圓代工業(yè)務(wù)營收來到100 億美元，市占率沖上14%，全球排名躍升至第二的位置。不過，當(dāng)年的營收大幅攀升，并非業(yè)績的大幅成長，而乃拆分部門導(dǎo)致。當(dāng)年三星晶圓代工業(yè)務(wù)自立門戶，不再隸屬于系統(tǒng)LSI 業(yè)務(wù)。所以，之后包括處理器芯片（Exynos 等）、CIS 圖像感測器、顯示驅(qū)動(dòng)芯片、電源管理芯片的生產(chǎn)收入都算作晶圓代工業(yè)務(wù)營收，因此營收一路高漲，市占率一夕飆高。不論如何，在三星晶圓代工業(yè)務(wù)逐漸成為集團(tuán)下的金雞之后，三星隨即遇到存儲(chǔ)器市況反轉(zhuǎn)，加上智能手機(jī)市占率節(jié)節(jié)敗退的沖擊，決心在非存儲(chǔ)器系統(tǒng)半導(dǎo)體業(yè)務(wù)上著力，2019 年宣布，預(yù)計(jì)投入10 年時(shí)間及約1,150 億美元的經(jīng)費(fèi)，在2030 年超車臺(tái)積電，登上產(chǎn)業(yè)龍頭。

臺(tái)積電的產(chǎn)能與技術(shù)目前，臺(tái)積電擁有4 座12 吋超大晶圓廠、4 座8 吋晶圓廠和1 座6 吋晶圓廠，并擁有一家百分之百持有之大陸子公司──臺(tái)積電（南京）有限公司之12 吋晶圓廠，及2 家百分之百持有子公司──WaferTech 美國子公司、臺(tái)積電（中國）有限公司之8 吋晶圓廠，再加上4 座后段封測廠。而截至2019 年為止，臺(tái)積電也提供最廣泛的先進(jìn)制程、特殊制程及先進(jìn)封裝等272 種制程技術(shù)，為499 個(gè)客戶生產(chǎn)1 萬761 種不同產(chǎn)品。而2020 年前3 季也繳出，收達(dá)約340億美元，較2019 年同期增加29.9%，毛利率52.8%，較2019年同期增加8.5 個(gè)百分點(diǎn)，稅后純益約132億美元，較2019 年同期增加63.6%。

在相關(guān)制程技術(shù)方面，自1999 年臺(tái)積電發(fā)布了世界上第一個(gè)0.18 微米低功耗制程技術(shù)之后，從那時(shí)起臺(tái)積電就引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)不斷進(jìn)行制程微縮技術(shù)，從0.13微米，到90 納米、65納米、40 納米、28 納米、20 納米、16/12 納米、10 納米、7 納米，再到2020 年的5 納米，以及接下來更先進(jìn)的3 納米制程。就7 納米以下的先進(jìn)制程來說，7 納米制程于2017 年4 月開始風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)，2018 年正式量產(chǎn)，截至2020 年7月份為止，臺(tái)積電總共生產(chǎn)出了10 億個(gè)7 納米制程的芯片。 隨后7 納米加強(qiáng)版制程，2018 年8月進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)階段，2019年第3 季開始量產(chǎn)，是臺(tái)積電第一個(gè)使用極紫外光(EUV) 曝光解決方案的半導(dǎo)體制程技術(shù)。

另外，為強(qiáng)化7 納米制程，提升效能與成本優(yōu)勢，且加速產(chǎn)品上市時(shí)間，2019 年4 月份臺(tái)積電推出的6 納米制程技術(shù)，采用EUV 光刻解決方案，2020 年第1 季風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)，第3 季正式量產(chǎn)。臺(tái)積電之前曾表示，6 納米制程比首代7 納米制程提供高出18% 的邏輯密度，設(shè)計(jì)規(guī)則與首代7 納米完全兼容，使其全面的設(shè)計(jì)系統(tǒng)得以重復(fù)使用。

而2020 年正式量產(chǎn)的5 納米制程，在第2 季開始拉高產(chǎn)能并進(jìn)入量產(chǎn)階段。與首代7 納米制程相較，5 納米芯片密度增加80%，在同一運(yùn)算效能下可降低15% 功耗，或在同一功耗下可提升30% 運(yùn)算效能。至于，下一代的5 納米加強(qiáng)版制程，2021 年將進(jìn)入量產(chǎn)。而改良自5 納米加強(qiáng)版的4 納米制程，則是預(yù)計(jì)2023年投入量產(chǎn)。還有，不久前臺(tái)積電才舉行廠房上梁典禮的3 納米制程，目前則是預(yù)計(jì)在2022 年下半年將進(jìn)入試產(chǎn)階段。

三星的產(chǎn)能與技術(shù)三星目前總計(jì)擁有韓國器興（Kiheung）的S1、美國奧斯?。ˋustin）的S2、韓國華城（Hwasung）的S3、S4 等4 座大型晶圓代工廠。其中，S1 生產(chǎn)量產(chǎn)65 納米至8 納米的低功耗芯片，S2 負(fù)責(zé)生產(chǎn)65 納米至14 納米產(chǎn)品，S3 則是10 納米、8 納米及7 納米等制程的重要生產(chǎn)基地，S4 則是CMOS 圖像傳感器的生產(chǎn)據(jù)點(diǎn)。另外，三星目前正在興建位于華城園區(qū)的第5 座晶圓廠，未來將是采用EUV 光刻技術(shù)的7 納米、5 納米及3 納米制程的生產(chǎn)據(jù)點(diǎn)，廠房已經(jīng)于2019 年下半年完成，2020 年正式進(jìn)入初期量產(chǎn)階段。

至于，在制程技術(shù)的發(fā)展上，三星2005 年進(jìn)入晶圓代工產(chǎn)業(yè)，2006 年首個(gè)客戶簽約65 納米制程，2009年45 納米制程開始接單，同年11 月在半導(dǎo)體研究所成立邏輯制程開發(fā)團(tuán)隊(duì)，強(qiáng)化晶圓代工業(yè)務(wù)后，2010 年1 月首個(gè)推出32 納米的HKMG 制程，2014 年再推出首代14納米FinFET 制程。之后，2016 年10 月首代10 納米FinFET 制程量產(chǎn)。2018 年再推出由10 納米FinFET制程改良的8 納米LPP 制程，并在當(dāng)年11 月發(fā)表以該制程所生產(chǎn)的三星Exynos 9 系列9820 處移動(dòng)處理器。 2019 年上半年，三星正式宣布首個(gè)采用EUV 光刻技術(shù)的7 納米LPP 制程正式量產(chǎn)，并且在當(dāng)年下半年進(jìn)行量產(chǎn)。

三星表示，相較于10 納米制程芯片，7 納米LPP 制程可縮小多達(dá)40% 的芯片面積，速度提高20%，并降低50% 的功耗。之后的5 納米LPE 制程則是采用三星獨(dú)特的智慧縮放（Smart Scaling）解決方案，將其納入基于EUV 光刻技術(shù)的7 納米LPP 制程之上，號(hào)稱邏輯效率將較前一代提升最多25%，或者是在相同性能和密度下，整體的芯片功耗將可降低20%，以及在同等功耗和密度下，性能能夠提升10%。

近期，相較于臺(tái)積電3 納米制程預(yù)計(jì)將在2022 年試產(chǎn)，三星也不甘示弱的提出3 納米LPP 制程，這是將第一次使用全新的MBCFETTM（Multi Bridge Channel FET，多橋接通道場效應(yīng)電晶體）結(jié)構(gòu)，并采用GAAFET（Gate All Around FET，環(huán)繞柵極場效應(yīng)電晶體）技術(shù)。GAAFET 需要重新設(shè)計(jì)電晶體底層結(jié)構(gòu)，以克服當(dāng)前技術(shù)的物理、性能極限，增強(qiáng)柵極控制，使得性能大大提升，預(yù)計(jì)2022 年投入風(fēng)險(xiǎn)性試產(chǎn)。

臺(tái)積電與三星的競爭就如之前所提到的，三星在2005 年正式進(jìn)入晶圓代工市場之后，在到2009 年的這幾年當(dāng)中，其整體營收不過4 億美元，與2008 年?duì)I收已經(jīng)破百億美元的臺(tái)積電相較，不過只是零頭而已。不過，隨著三星拿下蘋果早期的處理器代工訂單后，三星晶圓代工業(yè)務(wù)營收突飛猛進(jìn)，這才意識(shí)到蘋果訂單的重要性。只是，隨著20 納米制程的發(fā)展遇上瓶頸，讓臺(tái)積電全數(shù)吃下當(dāng)時(shí)蘋果A8 處理器之后，隔年好不容易有機(jī)會(huì)與臺(tái)積電共同分食蘋果A9 處理器訂單。之后卻因會(huì)能耗問題遭到果粉批評(píng)后，自A10 處理器開始就再也沒能拿下蘋果訂單，也從此埋下了與臺(tái)積電激烈競爭的種子。

另一個(gè)讓臺(tái)積電與三星始終處于激烈競爭的導(dǎo)火線，就出在當(dāng)年臺(tái)積電前資深研發(fā)處長梁孟松離職后前去投靠三星，并且指導(dǎo)三星發(fā)展出優(yōu)于臺(tái)積電16 納米制程的14 納米制程的事件上，這顯示臺(tái)積電過去累積多年的努力，并且投資大筆金錢的成果一夕間遭三星所追趕上。雖然事后臺(tái)積電采用法律的力量，對(duì)梁孟松進(jìn)行訴訟獲得最后的勝利，但也因?yàn)榛谥R(shí)產(chǎn)權(quán)與競業(yè)條款的問題，從此雙方互不相讓。

事實(shí)上，自半導(dǎo)體制程為縮至10納米以下之后，臺(tái)積電與三星的競爭持續(xù)不斷，不但從各制程的推出時(shí)間，再到取得客戶的數(shù)量，甚至是每年所投入的資本支出，以及到整體的市值大小都成為互相比較的項(xiàng)目。尤其，在當(dāng)前的先進(jìn)制程中，全球現(xiàn)階段唯三有能力在此領(lǐng)域發(fā)展的企業(yè)。但撇開目前仍在10 納米制程上持續(xù)為良率努力的英特爾，而能夠提供先進(jìn)制程邏輯芯片代工的企業(yè)就僅剩臺(tái)積電與三星這2 家，彼此的競爭自然免不了。

只是，根據(jù)TrendForce的調(diào)研結(jié)果顯示，2020 年第3 季全球晶圓代工市場占有率，臺(tái)積電以高達(dá)53.9% 位居龍頭，領(lǐng)先排名第2 的三星市占17.4% 有3倍以上差距的情況來看，即便三星已經(jīng)宣布，將在10 年內(nèi)投入約1,150 億美元來發(fā)展非存儲(chǔ)器的系統(tǒng)半導(dǎo)體來看，平均每年也就是會(huì)投資115 億美元的金額，對(duì)照臺(tái)積電目前每年的資本支出已經(jīng)超過150 億美元，2020 年甚至最高將達(dá)到170 億美元的情況下，三星砸的錢似乎還不算多。因此，這兩家企業(yè)未來的競爭是否會(huì)進(jìn)一步有反轉(zhuǎn)的情況，這也將是未來大家所關(guān)心的產(chǎn)業(yè)話題。 來源：光刻人的世界

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原文標(biāo)題：關(guān)注 | 臺(tái)積電與三星之爭 張忠謀：三星是厲害對(duì)手，臺(tái)積電還沒贏

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