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三星电子代工业务兴衰:激进策略致错失良机,寒冬仍在延续

对于三星电子而言,代工业务是整个大厦不可缺少的地基之一。

2005 年,故事开始了,那时三星着手开放晶圆代工,然而在这个市场里,那时的它只是个一整年营收连 4 亿美元都不到的新手,跟在同一时期营收快要接近百亿的台积电相比较,渺小到差不多能够被无视掉。

可是呢,三星靠着突显的勇气,于 2014 年展现了半导体发展历程里最为出色的弯道超越之举——它不顾众人反对,越过 20nm 的节点,首先实现了 14nm FinFET 工艺的量产,一下子战胜了仍在 20nm 困境中艰难前行的台积电,成功拿下高通骁龙 820 等同级重要订单,甚至还逼迫苹果在 A9 芯片上采用双重代工的“策略”。

可惜,成也激进,败也激进。

于追求那种极致的竞赛当中,三星处在 5nm 节点这儿的虚标策略,以及良率失控这种状况,致使它再度丧失了 Fabless 的信任,还错失了跟台积电能够并驾齐驱的那个最佳时机。然而台积电凭借更为稳健的技术迭代,以及庞大的产能,很快就拉开了彼此之间的差距 。

进入 3nm 时代,虽说三星率先实现了 GAA 架构的量产,然而却由于良率太过低,从而陷入到一味赔本只为赢取吆喝的尴尬状况之中,一直到 2025 年末的时候,三星的代工业务正遭遇着前所未有的寒冷冬季:有着连续多年出现的巨额亏损情形(季度亏损竟然高达 1 到 2 万亿韩元)、市场占有率压缩至只有 6.8% 的低落程度,这和台积电占据 71% 的霸主地位形成了极为明显鲜明的对照。

但这家从未轻言放弃的韩国巨头,并未打算认输。

2nm的背水一战

2024年起始的开端之际有一个情况是呈现出来的,三星是把全部的资源都投入到了押注2nm工艺这件事上头的,公司原有的战略理念是发生了根本性的重构这一状况啦,原本一直在强调进行追求全球首发的激进口号开始被摒弃掉了,而是转变方向把工艺稳定以及相关良率提升作为核心目标,而这一转变也充当了三星代工业务进行自我拯救的关键起点,是这么一回事情哦。

三星2nm工艺,延续了此前率先量产那GAA(环栅)架构路线,是基于3nm的失败经验,进行了全方位优化。新工艺核心乃是升级后的MBCFET(多桥通道场效应晶体管)架构,还引入了独特的外延与集成工艺,大幅改善了器件性能与稳定性。针对于传统FinFET技术而言,其晶体管性能提升了11%至46%,可变性降低了26%,漏电现象减少了约50%,有效解决了先进制程的功耗控制难题。

三星所采用的MBCFET结构所用沟道是水平堆叠起来的矩形纳米片,和纳米线结构相比,纳米片宽度能够灵活去调整,其电流驱动能力比FinFET提高了大约30%,更加适合AI加速器、高性能计算等高端场景的需求,为了进一步强化性能,2nm工艺的MBCFET把堆叠层数提升到了4片,驱动电流密度有了显著增强。

除核心架构之外,三星针对关键环节不断持续攻坚,采用单晶粒金属材料来降低电阻,引入直接蚀刻金属互连技术把金属层堆栈进行优化,在2024年2月的时候,还与Arm达成了合作,共同对基于GAA技术的下一代Cortex-X/Cortex-A CPU内核实施优化。其首款2nm工艺SF2的技术开发,该开发在2024年二季度也完成了,为客户导入给予了核心支撑。

为推动关键的良率提升,三星采取了多维举措,对制造全流程管控进行优化,强化系统LSI与晶圆代工事业部的协同效率来降本增效,三星董事长李在镕亲自去拜访ASML、蔡司等核心设备供应商,针对工艺优化与良率提升方案展开深度对接 。

需要留意的是,在2025年3月日本解除光刻胶出口限制之后,三星重新启用了高纯度日本光刻胶,这也成为了良率快速提升的重要推动力量。虽然目前良率仍旧低于台积电2nm初期的60%的水平,不过已经大幅度地缩小了差距,为后续产能的释放奠定了基础。行业当中普遍觉得,先进制程能够稳定量产需要70%以上的良率,三星还是需要在细节的优化方面继续奋力攻克难题。

经埋头一番苦干后,三星2nm工艺的良率爬坡出乎好多人预想:2024年2月处于试产开始阶段时,良率只是30%,虽说比3nm开始阶段水平高些,然而离商业化量产标准还有距离,到2024年4月,良率迅速提高到40%。依据2025年最新消息,三星2nm工艺良率已稳定于50%-60%,不但消除了之前低良率影响,还基本符合商业化量产要求,其中装载该工艺的自研Exynos 2600芯片良率甚至达到60%。

于产能范畴,三星起初拟定于韩国华城的S3工厂构建2nm生产线,其目标在2025年一季度达成月产7000片晶圆的指标,并且计划至于2025年末将该工厂剩余的3nm产线使之转变成为2nm产能从而用以拓展规模,。伴随着良率达到标准以及订单得以落实,三星进一步去拓展产能方面的布局,宣称在美国泰勒的工厂构建2nm代工生产线,工程师分成两批,在2025年9月、11月进行部署,同时启动生产设备的采购工作,计划在2025年下半年开启量产,到2026年底全球2nm的月产能会提升至2.1万片。

三星为提升市场竞争力,为 2nm 工艺规划了覆盖各样不同场景的超多版本路线图,以形成差异化竞争优势。其中,SF2X、SF2Z 聚焦于高性能计算与 AI 领域。而后,SF2A 面向汽车电子市场。并且,首推版本 SF2 于 2025 年正式量产。再者,升级版 SF2P 将于 2026 年就绪,采用速度更快的晶体管设计,于 2027 年又将推出搭载 BSPDN(背面供电)技术的 SF2Z 版本,进一步突破性能瓶颈。

其中,SF2Z的BSPDN技术与台积电以及英特尔的背面供电技术相对应,它通过把电源轨放置于晶圆背面,从而完全消除电源线和信号线的互联瓶颈。和传统FSPDN供电方式比起来,它能够实现芯片尺寸缩减17%以及能效提升15%,明显强化高性能计算场景的性能表现。

从数据中心到物理AI的战略转向

在大力推进2nm技术进行攻坚以及产能开展建设之际,三星晶圆代工做出了关键的战略选择,面对台积电对数据中心AI半导体市场牢牢占据主导地位,正面参与竞争胜利可能性微小,而在新兴的物理AI市场中,因为游戏规则还未落定,这成为了其实现超越对手的关键契机。

所谓物理AI,是一种技术体系,这种技术体系能让AI具备感知现实世界的能力,还能让AI具备判断现实世界的能力,以及让其执行物理动作,其典型应用覆盖自动驾驶汽车领域,覆盖人形机器人领域,覆盖工业自动化系统等领域 。

和数据中心AI市场的竞争逻辑大不一样,物理AI领域里的核心竞争变量转变了,从极致性能与能效变成成本结构、大规模生产能力与总体拥有成本(TCO)。业内一般看法是,用于汽车、机器人等这些物理AI场景的芯片不需要尖端制程工艺,4纳米至14纳米的成熟工艺能够满足需求,并且这类芯片需要大规模量产,客户对单价的敏感度非常高,这种情况正好给三星提供了施展的空间。

三星于物理AI市场的核心优势来自两点,其一为灵活的定价跟供货策略,比起台积电的标准化合作模式,三星进而更能够依照客户需求定制合作方案,此点在价格敏感型市场里极具吸引力,其二是垂直整合的产业布局,除去晶圆代工之外,三星于存储器、先进封装领域俱拥有全球顶尖之力,而物理AI客户考虑的总成本,不但含有晶圆代工价格,并且涵盖半导体生产、封装测试以及存储器采购等全链条支出,三星的垂直整合能力使其于TCO竞争里占据天然优势 。

三星进军物理AI市场,将汽车半导体当作首要突破口,汽车行业是物理AI技术最早实现商业化落地之处,其工艺流程成熟,质量管控标准严格,能自然延伸至机器人、工业自动化等后续赛道。

换个角度沿着订单落脚时间线去瞧,三星针对汽车芯片的布局已然造就清晰成果,早在2023年6月7日,三星就宣告与现代汽车达成初次汽车芯片合作,给其供应Exynos Auto V920芯片,用来驱动下一代车载信息娱乐也就是IVI系统,此系统在2025年才正式推出来;到了2025年7月,三星和特斯拉签订价值165亿美元且为期8年的AI6芯片代工协议,需要留意的是,三星在美国得克萨斯州泰勒新建的2nm工厂,会专门用来生产特斯拉AI6芯片,由此可见双方合作具备的战略重要性。

对于三星来讲,把汽车半导体订单给拿到手,这件事所具有的意义,远远超过了业务收入的增加。这意味着,它已经拥有了物理AI领域所需要的工艺稳定性,还有大规模运营的能力。靠这个基础,为接下来去拓展机器人、工业AI半导体市场,打下了技术方面以及商业方面的基础。

现如今,人形机器人、工业自动化设备、智能以及物流系统等物理AI应用正步入快速发展的时期。市场规模预测将会迎来爆发式的增长。三星凭借在汽车市场所积攒的客户信任,以及量产经验等等,已经转变成为三星在这一新兴赛道里面的核心竞争资本。它与2nm先进制程营造出“成熟流程卡位新兴市场、先进制程攻坚高端场景”这样的两边安排 。

从大型公司到中小型无晶圆厂

三星代工在战略锚定物力人工智能赛道之际,还在同步推进客户生态的结构性升级,它从过去过度依靠高通、英伟达等为数不多大客户的单一模式,转变成构建涵盖大型科技巨头、细分领域龙头直至中小型无晶圆厂企业的全层级客户体系。

这一转型,精准地契合了 AI 半导体市场的结构性变革,随着生成式 AI、边缘计算等应用的普及,高性能芯片的需求不再仅局限于头部科技公司,大量聚焦细分场景的,中小型的无晶圆厂企业加速涌现,而这些企业成为驱动市场增长的新引擎 。

需予以关注的是,台积电凭借67%的全球市场份额占据着绝对主导地位,不过,这致使其先进制程产能长时间处于饱和状态,对于新增订单,特别是中小型客户订单的承接能力有所局限起来,进而使得客户普遍面临交货周期被拉长,以及议价能力被弱化的困境当中。

在这样的背景情形之下,三星依靠着相对而言较为富余的先进制程产能,具备灵活特性的生产线调度能力,以及更有着竞争优势的定价策略,从而成为了众多那些寻求供应链多元化的企业的重要选择对象,成功地打开了市场方面的突破口,除了前面文章所提及到的特斯拉以外,之前转投到台积电的高通也作出选择重新返回三星的供应链,于2026年1月8日,高通的首席执行官在国际消费电子展也就是CES期间证实,正在与三星积极地推进2纳米芯片代工合作方面的洽谈,相关的芯片设计工作已经全部完成妥当了,目的在于加快使得产品能够商业化落地,业界进行推测此番合作涉及到骁龙8 Elite Gen 5的2纳米优化版本或者是下一代旗舰芯片骁龙8 Elite Gen 6,这被广泛地解读为三星2纳米SF2P制程在性能、能效以及良率这些方面已经具备市场竞争力的有力的证明。

于韩国本土范围之内,三星把培育本土的AI无晶圆厂企业当作战略重点事项,跟DeepX、Boss Semiconductor等企业达成深度层面的合作,当中边缘AI芯片企业DeepX在2025年8月13日宣告与三星、GAONCHIPS签署三方协议,一同打造全球首款2nm端侧生成式AI芯片DX-M2,计划于2027年进行量产;这些本土客户不但给三星提供了稳定的订单支撑,其聚焦的边缘AI、端侧算计诸多方向,还跟三星的技术路线构成协同,助力探索新计算架构朝着商业化落地迈进。

2024 年 7 月,有件事情发生了,三星正式确认赢得了日本一家名为 Preferred Networks(PFN)的 AI 公司的2nm 芯片代工订单 ,PFN 从 2016 年开始一直就是台积电的忠实客户,而今呢,这回它转投三星了,这一情况被业界看作是三星在高端代工市场取得的重要突破 。另外呢,还有个进展,三星还成功斩获了任天堂 Switch2 游戏机的芯片代工订单,凭借此更进一步地扩大了自身在日本消费电子以及 AI 芯片领域的客户版图 ,日本市场也因此成了三星突破台积电垄断的一个战场 。需要留意的是,促使PFN作出选择,选中三星的关键因素,存在于这两方面,一方面是三星GAA架构面对特定的AI芯片情景时,所展现出的性能有所领先,另外一方面是其给出了在合作条件这点更具吸引力,而这种状况,也为三星在后续阶段,面向其之外的,其他的日本企业所展开的拓展行动,奠定了相应的基础 。

为了让多元化客户生态能够持续不断地得以拓展,从而获得不断进展,三星在增强后端支撑体系构建这件事上,也采取了同步进行的举措:其一,对销售以及技术支撑团队进行了大幅度的扩充,根据不同行业、不同规模的客户状况,配备能够专属服务这些客户的团队,以此令需求响应以及技术对接的效率得到提高;其二,更深层次地开展与设计服务企业间的合作,以此让从芯片设计一直到能够进行量产整个流程的相关服务能力得以完备 。

由于客户生态渐渐完备起来,三星晶圆代工部门开工率稳定地回升起来了,2025年季度数据的二表明其先进制程能达到至少利用比率70%,使设计关联合作方业绩一同增长起来,达成了生态的向上循环目的目的。

差异化破局:三星代工的错位竞争之路

在历经多年跟台积电的竞争博弈之中,三星代工渐渐认清了这样一个现实,那就是强行去追赶先进制程并非是正确的选择,与其在对手占据主导地位的战场进行正面硬拼,倒不如运用差异化策略,去开辟出台积电难以覆盖到的细分市场。

首先是成熟工艺的市场,三星以及欧洲那边名为意法半导体的企业,早在2012年的时候,就在32nm/28nm晶圆代工这个领域,展开了合作。意法半导体在2014年获得转让来的28nm FD - SOI工艺技术。双方历经十多年的合作,将FD - SOI工艺从28nm迭代到了18nm的程度,并且创新性地集成了嵌入式相变存储器即ePCM,达成能耗降低与性能提升的两种突破。现今,此项技术已然成功拓宽到汽车电子、航空航天等具备高端可靠性的领域,意法半导体凭借该工艺进行车用MCU、调制解调器等核心器件的量产,然而三星却是通过合作与欧洲汽车供应链深度绑定,在台积电没有精力涉足的成熟工艺赛道暗暗构筑竞争壁垒。

三星的另一张王牌是先进封装技术,那三星是全球最大的存储器制造商咧,在高带宽内存和先进封装领域居然有着独一无二的协同优势。三星依托“存储 + 封装”的技术协同,推出了 SAINT 系列先进封装解决方案,借助该方案能实现 SRAM 与 CPU 的垂直堆叠,还能达成多核心 IP 的一体化封装,并且三星更有计划,在 HBM4 世代,通过 Logic Base Die 替代传统 DRAM Base Die,以此允许客户嵌入自定义 IP,最终大幅提升数据处理效率,还能降低 30%功耗。

在这个关键基础之上,三星精心构建起了一种能够覆盖2.5D以及3D的全场景式封装服务体系,其中涵盖了I-CubeS、I-CubeE等四大种类的解决方案,在未来的时候,还会借助持续、深入地扩大互连层规模,不断缩减微凸块间距等一系列升级举措,进一步强化自身所具备的性能优势。要夯实这一优势,三星在2024年7月完成了组织架构重组,把分散开来的HBM技术开发团队同先进封装团队合并,构建起“存储-封装”一体化研发力量,倾尽全力打造“晶圆制造-封装测试”一站式服务能力,有全链条服务能力击中了诸多客户的核心痛点。

垂直整合能力使得三星于新兴市场拥有更出色的竞争力,不少客户所看重的核心要点并非单纯的芯片性能,而是涵盖芯片制造、封装测试以及存储器采购这几方面的总体拥有成本(TCO)加上供应链稳定性。

三星电子有着垂直整合架构,刚好适配这一需求,客户选择三星,不但能够得到逻辑芯片代工服务,并且还能够同步采购DRAM、NAND闪存等核心组件,同时享受一体化封装解决方案,这样的 “一站式” 服务模式,不但能够降低客户的综合采购成本,而且还能够借助技术协同提升产品兼容性,与此同时规避多供应商合作所带来的供应链波动风险。

这套差异化策略的核心价值,在于使三星寻觅到了与台积电的“错位竞争”空间,在数据中心AI芯片等尖端制程主导的市场里,三星依旧难以动摇台积电的地位,然而在汽车电子、物联网、工业自动化等对成本敏感、需求定制化的领域之时,三星的成熟工艺、封装优势与垂直整合能力构成了合力,渐渐展现出不可替代的竞争力。

结语

三星晶圆代工有着转型故事,这故事关乎技术挫折,关乎战略调整,关乎生态重构,是复杂叙事。其历经3nm GAA工艺惨败,又进行2nm工艺攻坚。出现过客户流失情况,而后构建多元化生态系统。从单纯追求最先进制程,转变为发挥垂直整合优势,三星正探寻一条与台积电不同的发展道路。

依据现在的迹象去看,针对三星而言,其转型策略正将一定成效展现出来。汽车半导体订单出现了增长,涌现出中小型无晶圆厂客户趋向流入的情况,关于2nm工艺有着技术层面的进展,这一个个方面,都给公司所付出的努力提供了相应支撑。然而就现状来讲,市场信心仍旧需要进一步去构建才行。

有这么一个韩国半导体物体,它一直被良率以及产能方面的顽固问题绊住手脚,然而呢通过战略创新、技术攻关还有生态构建这些举措,它已经探寻到了属于自身的突破路径。这不全属于一家企业发展变革的故事,更是整个半导体产业在新科技时代进行适应操作,跟着演进以及参与角逐的活灵活现镜像体现。

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