天下网商记者 张超

十年投资1160亿美元。

为了打败台积电，寻求晶圆代工市场的领先位置，三星正在进行一场昂贵且充满风险的豪赌。

三星号称拥有“世界第一制造竞争力”，是半导体业名副其实的巨人。特别在内存芯片市场，三星牢牢占据着头把交椅：2019年第三季度，三星在DRAM市场坐拥46.1%的市占率，NAND Flash市场则是33.5%，

可是到了晶圆代工市场，三星却有些“英雄气短”。

据拓墣产业研究院统计显示，2019年第四季度的晶圆代工市场，台积电市占率预计将从第三季度的50.5%成长至52.7%，而三星则将从第三季度的18.5%衰退至17.8%。

为了扭转这一局势，三星开始猛砸钱了。

三星电子位于韩国华城的半导体工厂

成也苹果败也苹果

三星的晶圆代工业务，始于2005年。当年11月，高通成为他们的第一个代工客户。此后直到2009年，三星的晶圆代工营收从未超过4亿美元，而同时期台积电晶圆代工营收已超过30亿美元。

转机出现在2010年，三星接到了苹果A4处理器的代工订单，这笔8亿美元的订单，让三星当年晶圆代工营收一下激增到12亿美元。而到了2013年，三星晶圆代工营收达到39.5亿美元，其中来自苹果的营收占比高达86%。

苹果A4处理器

不过，由于三星20nm制程工艺良率无法突破，外加苹果又有“去三星化”的想法。2014年，苹果A8处理器的代工业务，被台积电给抢走了，虽然后来苹果A9处理器曾部分交给三星代工，但只是昙花一现，2016年之后，苹果A系列处理器订单都给了台积电。

在晶圆代工市场，苹果是最受欢迎的客户，订单大，收益高，足以保证晶圆代工企业的良性循环发展。而三星和台积电的竞争关系，也因为苹果的订单而公开化和白热化。

台积电

为了填补产能，三星先后抢下来自高通、AMD、英伟达、安霸、特斯拉的新订单，到2016年，三星晶圆代工营收达到44亿美元，超过2013年的水平，但同一年，台积电的营收已经高达294.88亿美元，双方差距并未缩小。

7nm战场只剩三星台积电

这场晶圆代工领域的竞争持续至今日，最尖端的量产制程工艺已经发展到了7nm，而有能力在这一层次展开竞争的厂家，也就只剩下了台积电和三星——格罗方德已经宣布放弃发展7nm制程工艺。

荷兰ASML公司光刻机

7nm制程工艺的需求目前主要来自手机SoC芯片，因为在手机市场，SoC芯片的制程工艺数据，仍是评价移动设备性能的关键性指标。

光刻机原理

而晶圆代工厂要实现7nm、5nm甚至更先进的制程工艺，通常认为只能借助EUV（极紫外）光刻机。

这是因为，在实现7nm制程工艺过程中，若采用波长193nm的DUV（深紫外）光刻技术，就像用一支粗毛笔写蝇头小楷一样，除非笔力深湛，否则难免力不从心，而EUV（极紫外）光刻机的极紫外光波长仅有13.5nm，堪称生产7nm以下先进工艺制程芯片的必备“神器”。

光刻过程

目前，荷兰ASML公司是全世界唯一的EUV光刻机生产商，且一年最高产量只有约30台，有数据显示，2019年，台积电采购了18台EUV光刻机，三星采购了8台，英特尔采购了4台。

光刻过程

旗舰芯片全选了台积电

为了在7nm制程工艺占得先机，三星早在2017年就斥巨资购入EUV光刻机，布置在韩国京畿道华城工厂的18号生产线上。

可是，在7nm EUV光刻技术上，最终还是台积电代工的麒麟990 5G芯片抢得全球首发，借助台积电EUV光刻技术，麒麟990 5G首次将5G基带集成到SoC上，成为世界上第一款晶体管数量超过100亿（为103亿个）的移动终端芯片，商用时间领先三星整整三个月。

华为的麒麟990 5G芯片

更让三星尴尬的是，由于台积电的DUV光刻技术太过成熟，甚至无需借助EUV光刻机这个大杀器，就可以顺利实现7nm工艺制程量产。所以，苹果的A13 Bionic、华为海思的麒麟990、高通的骁龙865，新一代旗舰手机SoC芯片，清一色采用了台积电的N7P 7nm工艺，而N7P正是台积电7nm DUV光刻技术的增强版。

值得一提的是高通，由于三星7nm EUV工艺的良品率和产能问题，他们最终将旗舰芯片骁龙865的代工订单交给了台积电，好在次旗舰骁龙765系列，还是交给了三星代工，否则三星7nm EUV工艺的客户，就只剩下自家的猎户座990芯片了。

高通765系列芯片

三星晶圆代工有进无退

在7nm制程工艺的赛道上，台积电跑得太快了，苹果、华为、AMD、英伟达等7nm的晶圆代工订单都在他们手上，导致台积电7nm产能满载，新客户订单交付期从之前的2个月变成了现在的6个月。

对此，三星不止看得眼红，而且还很糟心，因为台积电时不时会放出些亦真亦假的消息，比如5nm制程工艺明年即将进入量产，3nm制程工艺正在研发，甚至苹果已经收到台积电部分测试样品……诸如此类。

台积电南京工厂

尽管暂时处于落后，但在这场晶圆代工的竞争中，三星只能有进无退，否则就只能在即将爆发的智联网时代逐渐被边缘化。

随着AI、5G、物联网技术的发展，芯片定制化的时代正在到来。近几年来，谷歌、亚马逊、阿里巴巴等各大科技企业都开始致力于自有半导体芯片的设计和研发，这会给晶圆代工市场带来新的增量。

Gartner便预测，晶圆代工市场2018年至2023年的复合年均成长率（CAGR）为4.5%，市场营收可望在2023年达到783亿美元。

这些不差钱的科技巨头，正是三星必须争取到的客户，毕竟，三星旗下不止有晶圆代工业务，更有智能手机业务和手机SoC芯片设计业务，本质上与苹果、高通和海思都是竞争关系，高通最近两年都没有选择三星代工其骁龙旗舰芯片，部分原因也是担忧三星窃取相关技术来为猎户座芯片提供优化。

千亿美元豪赌EUV光刻技术

为了赢得未来，三星规划了一项为期十年、总投资高达1160亿美元的方案，来促进晶圆代工业务的发展，而其中最核心的能力就是攻克EUV光刻技术。

今年，三星已经花了170亿美元，在韩国京畿道华城建造EUV工厂，预计在明年（2020年）2月份开始进行批量生产。

三星还专门为华城工厂购置了15台EUV光刻机（分3年时间交货），要知道，荷兰ASML公司的EUV光刻机，仅一台售价就高达1.72亿美元，一下豪置15台，可见三星在晶圆代工领域翻身的决心。

三星韩国华城工厂

有数据显示，ASML的EUV光刻机能量转化效率只有0.02%，因此使用输出功率250瓦的EUV光刻机，每台每天需要消耗3万度电，加上散热等需要的电力，仅耗电量就是DUV光刻工艺的10倍以上。

另外，掌握EUV光刻工艺需要大量练习，有媒体报道，仅2018年，台积电每月在EUV光刻机上就要报废3-4万个硅晶圆。

台积电也不会坐视三星壮大，在三星宣布1160亿美元的投资计划后，台积电随即宣布将今年年度投资支出从110亿美元调整到140-150亿美元，其中8成支出投资到7nm以下的先进工艺制程中。

同时，台积电还宣布在台湾新竹新建3nm技术研究中心，预计2021年开放，2022年分批量生产，并打算研发2nm技术……

可见，半导体工业的发展，每一步都是真金白银堆出来的。

放眼全球，目前只有四家企业进入了EUV光刻机领域，除了台积电、三星和英特尔，最后的一家企业是中芯国际，他们于2018年向ASML购买了一台EUV光刻机，价值1.2亿美元。

今年10月，中芯国际才刚刚量产了14nm制程工艺，而购买EUV光刻机，显然是在为未来进军更先进的制程工艺做准备。