近日，三星欲打造非美系設(shè)備芯片制造廠的消息再次被媒體熱炒。其實(shí)這個(gè)消息早在5月底就被報(bào)道過(guò)，即臺(tái)灣經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)當(dāng)時(shí)報(bào)道，華為正試圖說(shuō)服三星及臺(tái)積電，為其打造采用非美系設(shè)備的先進(jìn)制程生產(chǎn)線，甚至稱，三星已有一條7nm采用非美系設(shè)備的產(chǎn)線正在為華為旗下海思試產(chǎn)。

三星真的有實(shí)力打造非美系設(shè)備的芯片制造廠嗎?背后折射出三星芯片產(chǎn)業(yè)怎樣真正的實(shí)力?

非美系設(shè)備無(wú)望，三星該領(lǐng)域無(wú)存在感

既然是芯片制造，自然起決定作用的就是相關(guān)的芯片制造設(shè)備。眾所周知，IC(包括芯片)制造通常需要光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、薄膜設(shè)備、擴(kuò)散離子注入設(shè)備、濕法設(shè)備、過(guò)程檢測(cè)等六大類設(shè)備。

根據(jù)VLSI Research的數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)企業(yè)在PVD，CMP設(shè)備，檢測(cè)設(shè)備和離子注入設(shè)備領(lǐng)域基本壟斷了市場(chǎng)。從營(yíng)收角度看，美國(guó)三大半導(dǎo)體設(shè)備提供商AMAT(應(yīng)用材料公司)，Lam Research(泛林)，KLA(科磊)2019年的應(yīng)用收入分別為134.68億美元，95.49億美元和46.65億美元，約占全球總營(yíng)收的35.9%及前15的43%，占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

從設(shè)備所占市場(chǎng)份額看，AMAT的產(chǎn)品覆蓋了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，眾多產(chǎn)品市場(chǎng)占有率處于世界領(lǐng)先水平，包括PVD沉積設(shè)備(84.9%)，CMP設(shè)備(66%)，離子注入設(shè)備(73%)領(lǐng)域處于領(lǐng)先水平。此外，泛林的刻蝕機(jī)市場(chǎng)占有率達(dá)到52.7%，科磊的檢測(cè)設(shè)備市場(chǎng)占有率達(dá)到70%。

更讓外界感覺(jué)無(wú)力的是，除了三大設(shè)備制造商外，美國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)還有大批的零部件供應(yīng)商，就連業(yè)內(nèi)熟知的大名鼎鼎的ASML的光刻機(jī)，竟然也離不開(kāi)美國(guó)的半導(dǎo)體零部件供應(yīng)商。

據(jù)彭博社搜集的數(shù)據(jù)顯示，ASML的光刻機(jī)也使用了美國(guó)的技術(shù)，而從ASML整個(gè)上游供應(yīng)鏈看，ASML的17家核心供應(yīng)商中，竟然有9家來(lái)自美國(guó)，包括布魯克斯自動(dòng)化，sparton，II-VI Incorporated公司、Lumentum(魯門特姆控股公司)等，此外ASML光刻機(jī)的光源由Cymer(已被ASML收購(gòu))提供，計(jì)量技術(shù)裝備由美國(guó)惠普制造。由于ASML光刻機(jī)大部分零部件選擇外包，因此對(duì)供應(yīng)商，尤其是美國(guó)供應(yīng)商依賴程度嚴(yán)重。

那么問(wèn)題來(lái)了，這種現(xiàn)實(shí)之下，三星可以打造非美系設(shè)備半導(dǎo)體制造生產(chǎn)線嗎?

為此，EE Times曾一份報(bào)告就芯片制造過(guò)程的11個(gè)階段對(duì)領(lǐng)先的設(shè)備供應(yīng)商進(jìn)行了排名，得出的結(jié)論是：盡管在沒(méi)有美國(guó)設(shè)備的情況下，理論上建立一條半導(dǎo)體生產(chǎn)線是可行的，但日本、歐洲乃至中國(guó)國(guó)內(nèi)的設(shè)備在許多領(lǐng)域并不領(lǐng)先。

到這里我們只想說(shuō)，能建、能用和好用是完全不同層面的概念。

需要說(shuō)明的是，在前15家排名中，竟然沒(méi)有一家韓國(guó)自己的芯片制造設(shè)備企業(yè)，而據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2018年，韓國(guó)SEMES曾進(jìn)入過(guò)榜單，位列TOP12，但由于投資不足，去年徹底與前15無(wú)緣。其實(shí)即便是進(jìn)入前15的榜單，在芯片制造設(shè)備領(lǐng)域，韓國(guó)不要說(shuō)與美國(guó)，就是與日本和歐洲的企業(yè)相比都相距甚遠(yuǎn)。

另?yè)?jù)韓國(guó)國(guó)國(guó)際貿(mào)易協(xié)會(huì)(KITA)的數(shù)據(jù)，2019年韓國(guó)進(jìn)口芯片制造設(shè)備排名前三的國(guó)家分別是日本、美國(guó)和荷蘭。這意味著，韓國(guó)在芯片制造設(shè)備領(lǐng)域與美國(guó)起碼的博弈能力都不具備，甚至首先會(huì)被日本鉗制(始于去年的日韓在芯片領(lǐng)域的貿(mào)易戰(zhàn)知道吧)。

日韓貿(mào)易大戰(zhàn)，三星半導(dǎo)體材料曝致命短板

除了芯片制造設(shè)備，半導(dǎo)體材料對(duì)于芯片產(chǎn)業(yè)的重要性也是不言而喻。如果三星在這個(gè)領(lǐng)域可行的話，某種程度上也會(huì)讓其在建立非美系設(shè)備芯片制造廠時(shí)，具備與美國(guó)博弈的籌碼。但不幸的是，在這個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域，去年爆發(fā)的日韓貿(mào)易戰(zhàn)又讓三星暴露出在芯片產(chǎn)業(yè)鏈中的又一致命短板。

通過(guò)此次貿(mào)易戰(zhàn)，業(yè)內(nèi)知道，日本竟然是全球最大的半導(dǎo)體材料生產(chǎn)國(guó)，并在半導(dǎo)體材料里長(zhǎng)期保持絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)半導(dǎo)體芯片需要19種左右的必須的材料，缺一不可，且大多數(shù)材料具備極高的技術(shù)壁壘。其中日本企業(yè)在硅晶圓、合成半導(dǎo)體晶圓、光罩、光刻膠、靶材料、保護(hù)涂膜、引線架、陶瓷板、塑料板、TAB(捲帶式自動(dòng)接合)、COF(薄膜復(fù)晶)、焊線、封裝材料等14種重要材料方面均占有50%以上的份額。

例如，在材料中成本占比最高的硅片領(lǐng)域(超過(guò)30%)，日本信越化學(xué)遙遙領(lǐng)先，市場(chǎng)份額第一，隨后為日本 SUMCO(三菱住友)、中國(guó)臺(tái)灣環(huán)球晶圓、德國(guó) Siltronic、韓國(guó)的SK 海力士。2018年，前四大硅片供貨商的全球市占率達(dá)到了94%，其中日本信越化學(xué)占比28%，日本三菱住友占比25%。

在光刻膠領(lǐng)域，日本JSR、東京應(yīng)化工業(yè)、住友化學(xué)、美國(guó)陶氏、富士電子等企業(yè)壟斷;在靶材領(lǐng)域，日本的日礦金屬、霍尼韋爾、東曹、普萊克斯占據(jù)了大部分市場(chǎng)。

相比之下，三星，甚至是整個(gè)韓國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈在半導(dǎo)體材料方面幾無(wú)建樹(shù)，而且導(dǎo)致了對(duì)于日本半導(dǎo)體材料的高度依賴。

例如去年日韓貿(mào)易戰(zhàn)中，被日本列入限制出口名單的高純度氟化氫，其主要用途為半導(dǎo)體的濕式刻蝕。盡管全世界各大廠生產(chǎn)的氟化氫幾乎都能99.99%的純度，但卻唯有日本廠商的氟化氫能將純度達(dá)到99.999%。

在7納米工藝開(kāi)始量產(chǎn)、以及半導(dǎo)體愈發(fā)高精密化的當(dāng)下，濕式刻蝕因?yàn)槠涓飨蛲瑯拥奶攸c(diǎn)，從而使得芯片制造廠商對(duì)于氟化氫的純度要求也水漲船高。目前，從日本進(jìn)口的高純度氟化氫占到了韓國(guó)總進(jìn)口額的43.9%。

又如被限制的光刻膠，隨著當(dāng)今各種芯片先后跨入微納米級(jí)別，光刻膠對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)也相應(yīng)地不斷減小。目前較為主流的光刻膠波長(zhǎng)主要有g(shù)線(436納米)、i線(365納米)、KrF(248納米)、ArF(193納米)以及最新的EUV(13.5納米)。其中商用最為廣泛的KrF和ArF更是日本人的天下，根據(jù)韓國(guó)國(guó)際貿(mào)易協(xié)會(huì)給出的數(shù)據(jù)，韓國(guó)超過(guò)91.9%的光刻膠依賴從日本進(jìn)口。

盡管三星此后積極尋找替代，并宣布了巨額投資計(jì)劃，即在未來(lái)7年里投資7.8萬(wàn)億韓元(約合65億美元或者449億人民幣)研發(fā)國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體材料及裝備，減少對(duì)日本的依賴。但何時(shí)能在關(guān)鍵半導(dǎo)體材料領(lǐng)域具備類似日本可以作為殺手锏的博弈能力尚需時(shí)日。

自研核心水平下滑，芯片設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)正在喪失

眾所周知，半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝主要分為設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)三大環(huán)節(jié)，在后兩個(gè)環(huán)節(jié)中，需要關(guān)鍵設(shè)備和材料，它們也是保障芯片順利生產(chǎn)的上游基石。但就像我們前述，三星在后兩個(gè)環(huán)節(jié)中關(guān)鍵的半導(dǎo)體設(shè)備、材料上幾乎沒(méi)有任何競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，那么只剩下設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)這個(gè)優(yōu)勢(shì)。即便如此，三星也面臨失去的危險(xiǎn)。

今年3 月 21 日，三星用戶在 Change.org 網(wǎng)站上提交的一份請(qǐng)?jiān)笗?shū)引發(fā)了業(yè)內(nèi)的強(qiáng)烈關(guān)注。而用戶請(qǐng)?jiān)傅哪康氖窍蛉鞘┘訅毫?，要求其停止在旗艦手機(jī)Galaxy S20 Plus搭載自家 Exynos 990。至于原因，就是搭載該芯片的機(jī)型性能、功耗等的表現(xiàn)遜色于搭載高通驍龍865的Galaxy S20 Plus。

據(jù)外媒 Android Authority的相關(guān)測(cè)試，Exynos 990確實(shí)在性能、功耗等方面與高通驍龍865存有不等的差距。

例如在 FHD+ 分辨率、刷新率為 60Hz 的配置下，無(wú)論是單核還是多核，驍龍 865 在 CPU 方面的成績(jī)都優(yōu)于 Exynos 990;GPU 方面，Exynos 990 落后驍龍 865 近 50%;系統(tǒng)性能方面，驍龍 865 也更勝一籌。

又如在 FHD+ 分辨率、刷新率為 120Hz 的配置下，兩款 CPU 的單核表現(xiàn)近乎一致，不過(guò)多核方面，驍龍 865 具有明顯的優(yōu)勢(shì);GPU 方面，兩者的差距較 60Hz 配置下的表現(xiàn)大大縮小，不過(guò)驍龍 865 仍然領(lǐng)先;系統(tǒng)性能方面，驍龍 865 更優(yōu)。

業(yè)內(nèi)知道，三星Galaxy S/Note“一機(jī)雙芯”的做法已經(jīng)沿用很久，即面向不同的市場(chǎng)分別搭載驍龍和Exynos兩套不同的處理器，同時(shí)基帶、CMOS等元件也總是略有不同。得益于三星LSI團(tuán)隊(duì)的精細(xì)調(diào)教，兩顆旗艦SoC性能方面的差異很小，甚至Exynos在部分子項(xiàng)上還略有領(lǐng)先。

隨著Exynos 990的發(fā)布，三星自研的高性能CPU核心已經(jīng)推進(jìn)到了第五代，前后投入了170億美元，但收效并不理想，尤其隨著ARM公版性能的不斷提升，三星自芯片核心的迭代速度已經(jīng)落后。

所以無(wú)論從技術(shù)，還是商業(yè)價(jià)值的角度，三星自研芯片核心已沒(méi)有實(shí)際意義，這也是為何三星去年11月解散了位于德州奧斯汀的整個(gè)CPU研發(fā)團(tuán)隊(duì)，未來(lái)完全轉(zhuǎn)向ARM公版架構(gòu)的原因，而這勢(shì)必會(huì)削弱三星在芯片領(lǐng)域，與蘋(píng)果、高通等具備自有芯片核心企業(yè)在芯片層面差異化的競(jìng)爭(zhēng)力，并反映到智能手機(jī)終端市場(chǎng)。

綜上所述，不管是三星，還是其他企業(yè)，打造非美系設(shè)備芯片制造廠能否成功，最終考量的是企業(yè)在芯片產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)欠窬邆淇晒┎┺牡臍⑹诛?，僅就三星而言，顯然在芯片產(chǎn)業(yè)鏈核心領(lǐng)域并不具備，甚至是缺乏這種殺手锏，同時(shí)暴露出三星本身在芯片產(chǎn)業(yè)中的“大而不強(qiáng)”。

而這也在提醒中國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)，鑒于未來(lái)芯片市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的復(fù)雜性，尤其是非市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)因素的增加，博弈能力將至關(guān)重要。所以，我們?cè)谖磥?lái)的發(fā)展中，理應(yīng)理清芯片產(chǎn)業(yè)鏈中哪些是核心的殺手锏技術(shù)，重點(diǎn)突破，切忌追求表面上的大而全，實(shí)則外強(qiáng)中干，只有這樣，中國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)才能真正做到不受制于人，在博弈中占據(jù)上風(fēng)。

關(guān)鍵詞： 芯片廠