三星“緊咬”臺積電：聯(lián)手ASML投資7億歐元布局先進制程

12月13日，在荷蘭光刻機巨頭阿斯麥公司（ASML）總部舉行的半導體合作協(xié)議儀式上，韓國半導體巨頭三星電子與該公司簽訂了建立EUV聯(lián)合研究中心的合作備忘錄。

根據(jù)備忘錄內(nèi)容，EUV聯(lián)合研究中心將建在韓國首都地區(qū)，三星電子和阿斯麥公司將共同投資7億歐元(約1萬億韓元)用于開發(fā)下一代曝光設備。通過此次和ASML成立聯(lián)合研究中心，三星電子稱將計劃提早引入ASML下一代曝光設備，并增加最新產(chǎn)品的生產(chǎn)比例，以引領存儲微工藝的創(chuàng)新。

為了保持能夠在先進制程賽道上與行業(yè)伙伴競爭，三星電子當前已砸下重金。根據(jù)財報信息，今年上半年三星電子在芯片基礎設施領域投入了超過23萬億韓元，這一數(shù)據(jù)是去年同期的兩倍。此外為了守住ASML這一重要合作伙伴，三星電子曾于2012年以7000億韓元左右的價格收購了ASML 3%的股份，成為其第二大股東。

不過，存儲行業(yè)的價格波動也讓三星電子的業(yè)績受到影響，未來先進制程上的成本與利潤的平衡將是三星下一階段的重要挑戰(zhàn)。

存儲大廠“逐鹿”先進制程

極紫外光刻機（Extreme Ultra-violet），又通常被稱為EUV光刻機，它以波長為10-14納米的極紫外光作為光源的光刻技術，該設備當前可被應用于14nm及以下的先進制程芯片的制造。

自率先將EUV光刻技術應用于14納米DRAM芯片的量產(chǎn)，三星電子就一直力推該技術在DDR5產(chǎn)品線上的落地。

據(jù)公開信息，今年5月三星宣布開始量產(chǎn)12nm級16Gb DDR5產(chǎn)品。與上一代產(chǎn)品相比，三星稱最新產(chǎn)品的功耗降低了23%，晶圓生產(chǎn)率提高了20%，最高可支持7.2Gbps的傳輸速度。隨后今年9月，三星宣布開發(fā)出32Gb DDR5的內(nèi)存芯片，產(chǎn)品預計在今年底量產(chǎn)。

除了三星，存儲行業(yè)另外兩家巨頭也在使用先進制程主攻DDR5。SK海力士于2021年10月推出了全球首款DDR5產(chǎn)品，搶跑另外兩家行業(yè)競爭對手。隨后今年5月，該公司宣布完成用于DRAM的第五代10納米級（1β）技術研發(fā)，并稱將向英特爾供應內(nèi)置該技術的相關產(chǎn)品。

從時間上來看，三星于2021年將EUV技術引入行業(yè)，相比之下美光的技術路線規(guī)劃起步較晚。美光計劃從2024年開始將EUV納入DRAM開發(fā)路線圖。今年10月，該公司宣布已將1β制程技術應用于16Gb DDR5內(nèi)存開發(fā)，已面向數(shù)據(jù)中心及PC市場的所有客戶出貨。

縱觀市場，盡管在整個存儲行業(yè)經(jīng)歷下行周期的背景下上述三家大廠都遭受了降價、減產(chǎn)和去庫存的挫折，不過這似乎并沒有影響各家推動DDR5產(chǎn)品的布局。美光科技在9月末的業(yè)績說明會議上表示，公司預計其DDR5出貨量將在2024年第一季度末超過DDR4，超過行業(yè)進展速度。

聚焦先進制程為存儲產(chǎn)品性能帶來的加持，當前已有不少應用廠商推出了面向DDR5的硬件設備，如英特爾的MeteorLake處理器僅支持DDR5和LPDDR5；AMD的Ryzen 7000也僅支持DDR5。市場調(diào)研機構Yole Development分析指出，從DDR4到DDR5的內(nèi)存過渡將會非常迅速。TrendForce集邦咨詢預計，2023~2027年全球晶圓代工成熟制程（28nm及以上）及先進制程（16nm及以下）產(chǎn)能比重大約維持在7:3。

三星的挑戰(zhàn)

隨著存儲行業(yè)邁入下行周期，三星電子今年上半年以來的業(yè)績受到影響。

為了緩解資金壓力，三星電子除了向母公司三星集團借了20萬億韓元外還出售了部分比亞迪和SFA Engineering的股份。與此同時，三星電子也在陸續(xù)出售ASML的股份，截至今年6月底，三星電子對ASML的持股比例從原來的3%下降到僅剩0.7%。

同時有行業(yè)人士觀察發(fā)現(xiàn)，盡管三星電子當前在存儲市場份額方面穩(wěn)坐“頭把交椅”，不過從DDR5市場來看，SK海力士的產(chǎn)品由于市場進入時間更早、良率更高，因此似乎更受歡迎。新韓投資證券分析指出，在DRAM三巨頭三星、美光、SK海力士之中，SK海力士新一代制程（1β）發(fā)展進度相對領先，預計到2024年SK海力士可以在DDR5領域拿下市占冠軍的寶座。

TrendForce集邦咨詢資深研究副總經(jīng)理郭祚榮分析，三星電子當前正努力在先進制程領域追趕臺積電。

在先進制程領域，臺積電一直是行業(yè)企業(yè)競爭的對象。2023年第三季度，臺積電3nm制程 占總營收比例比達到6%；5納米占37%；7納米占16%，整體先進制程（7nm 含以下）營收占比已達近六成。

臺積電總裁魏哲家在最近召開的一場業(yè)績說明會上指出，3納米制程良率較好，下半年需求受益于高性能計算及智能手機驅(qū)動，全年營收貢獻預計約4%至6％，到明年還會更高。而N3E制程已通過驗證并達良率目標，將于第三季度量產(chǎn)。他認為，3納米將作為一個長期工藝節(jié)點，未來將持續(xù)發(fā)展N3P、N3X等制程。

至于更先進的2納米N2制程，魏哲家表示，研發(fā)進展順利，將如期于2025年進入量產(chǎn)。他指出，AI相關需求要求能效提升，因此客戶參與程度和時間均較早，對2納米的興趣將與3納米相當或更高，預期2納米制程于2025年量產(chǎn)推出后，將是業(yè)界最先進制程。

根據(jù)TrendForce集邦咨詢提供的調(diào)研數(shù)據(jù)，2023年第四季度，三星電子8英寸工廠的產(chǎn)能利用率預計約為41%，居于行業(yè)底部水平，12英寸產(chǎn)能利用率約為66%，居于行業(yè)中等偏下水平。

“從12英寸產(chǎn)能利用率較低的狀況就可以看出，如果沒有更多的客戶訂單，三星電子的工藝很難改善良率。” 郭祚榮表示。