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從零起步到趕日超美,韓國(guó)如何制霸全球存儲(chǔ)芯片 27 年

芯東西 2020/12/27 15:14:09 責(zé)編:騎士

全球存儲(chǔ)芯片業(yè)正被持續(xù)裝進(jìn)韓企的口袋。

繼最近 SK 海力士官宣收購(gòu)英特爾 NAND 閃存業(yè)務(wù)及其位于大連的 Fab 68 廠后,SK 海力士相對(duì)薄弱的 NAND 實(shí)力得到進(jìn)一步補(bǔ)足。

作為全球存儲(chǔ)芯片千年老二,SK 海力士一直在老大三星的光環(huán)下承壓前行。這兩家韓國(guó)公司的版圖,已覆蓋超過(guò) 72% 的全球 DRAM 市場(chǎng)和超過(guò) 45% 的全球 NAND 閃存市場(chǎng)。

憑借暴利的存儲(chǔ)芯片,三星和 SK 海力士一路賺得體滿缽滿,不斷擴(kuò)充疆域、擴(kuò)大投資,付諸各種努力捍衛(wèi)這塊血賺的地盤(pán)。

回顧韓企存儲(chǔ)芯片上位史,這是一個(gè)頗為勵(lì)志的故事,在巨頭環(huán)伺時(shí)另起爐灶,從零技術(shù)基礎(chǔ)起步,到技術(shù)領(lǐng)先全球,再到用市場(chǎng)手段逼退競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,韓企如何一步步稱霸全球存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)?這是一個(gè)極其值得分析的經(jīng)典案例。

▲2018 年全球半導(dǎo)體細(xì)分市場(chǎng)規(guī)模分布:存儲(chǔ)器是全球最大的半導(dǎo)體細(xì)分市場(chǎng)。

01. 從零,到第一

全球存儲(chǔ)芯片第一的板凳很難捂熱,美國(guó)日本各坐了十年左右,而韓國(guó)一直坐到今天。

起初英特爾在 70 年代前后憑存儲(chǔ)器起家,當(dāng)了十年的存儲(chǔ)器老大;然后 80 年代日本憑借集中五家企業(yè)的實(shí)力集中力量攻關(guān)技術(shù),火速攻占存儲(chǔ)市場(chǎng),帶領(lǐng)日本半導(dǎo)體走向世界巔峰,甚至一度將美國(guó)硅谷企業(yè)打得毫無(wú)還手之力,英特爾被逼到差點(diǎn)倒閉。

等美國(guó)看不慣日本半導(dǎo)體崛起、出手打壓的時(shí)候,早已蓄力的韓國(guó)三星、SK 海力士等企業(yè)開(kāi)始明奪市場(chǎng),一邊靠逆勢(shì)擴(kuò)張競(jìng)爭(zhēng),另一邊積極抱美國(guó)大腿。

美韓聯(lián)合下,日本半導(dǎo)體兵敗如山倒,日企存儲(chǔ)芯片界僅存的 “獨(dú)苗”爾必達(dá)在 2012 年宣告破產(chǎn),被美國(guó)美光科技并購(gòu)。

不過(guò)爾必達(dá)曾占有的市場(chǎng),卻并沒(méi)有隨著并購(gòu)而通通裝進(jìn)美光的口袋,相當(dāng)一部分市場(chǎng)被三星和 SK 海力士進(jìn)一步蠶食。

從 TrendForce 數(shù)據(jù)可以看到,2011 年第一季度,全球 DRAM 市場(chǎng)前五分別是韓國(guó)三星、SK 海力士、日本爾必達(dá)、美國(guó)美光科技、中國(guó)臺(tái)灣南亞科技,兩家韓企合計(jì)市占率約為 62.7%,爾必達(dá)和美光合占近 1/4 的市場(chǎng)。

而到 2017 年,兩大韓廠 DRAM 市占率合計(jì)達(dá) 74.2%,較 2011 年占比更大,第三名美光僅占不到 1/5 的全球市場(chǎng)。存儲(chǔ)芯片業(yè)務(wù)給三星和 SK 海力士帶來(lái)了豐厚的回報(bào)。

2017 年得益于存儲(chǔ)芯片價(jià)格持續(xù)上漲,三星半導(dǎo)體部門(mén)收入首次超過(guò)英特爾,成為全球銷售額最高的半導(dǎo)體企業(yè);SK 海力士也在同一年?duì)I收超過(guò)美光,位列全球第三。

▲2017 年全球半導(dǎo)體企業(yè)銷售額 TOP10(來(lái)源:Gartner)

2019 年受存儲(chǔ)芯片價(jià)格回落影響,三星、SK 海力士、美光等均出現(xiàn)業(yè)績(jī)下滑,但這并不影響這兩家韓企的半導(dǎo)體銷售額穩(wěn)居全球前四。

從 1993 年三星首次登頂起,內(nèi)存產(chǎn)業(yè)格局風(fēng)云變幻,當(dāng)年開(kāi)創(chuàng) DRAM 芯片先河的英特爾、德州儀器、IBM 等元老在 20 世紀(jì)末退出市場(chǎng),德企奇夢(mèng)達(dá)、日企爾必達(dá)破產(chǎn),三星、SK 海力士、美光三家壟斷超過(guò) 90% 的市場(chǎng)份額。

如今,六大玩家瓜分 99% 市場(chǎng)的 NAND 閃存領(lǐng)域中,排名第六的 SK 海力士上周又宣布要收購(gòu)排名第五的英特爾 NAND 業(yè)務(wù)。

如果這一交易順利完成,SK 海力士有望躍升至 NAND 市場(chǎng)第二或第三名,而韓企將坐擁全球 NAND 領(lǐng)域的半壁江山。

▲2019 年第四季度全球 NAND 品牌廠商營(yíng)收排名(來(lái)源:行業(yè)分析機(jī)構(gòu) DRAMeXchange)

當(dāng)然了,地位最穩(wěn)的仍是三星,這家存儲(chǔ)芯片技術(shù)和市場(chǎng)都遙遙領(lǐng)先的韓企,已經(jīng)穩(wěn)坐全球存儲(chǔ)芯片老大的位置長(zhǎng)達(dá) 27 年。

02. 暴走三星,“自殺式”逆襲上位

三星能從零技術(shù)背景到成功問(wèn)鼎全球第一,有幾個(gè)因素功不可沒(méi)。

首先要有足夠資本擔(dān)得起風(fēng)險(xiǎn)。技術(shù)研發(fā)、規(guī)模生產(chǎn)都離不開(kāi)大量資金投入,尤其在價(jià)格下跌、產(chǎn)能過(guò)剩的存儲(chǔ)器低谷時(shí)期,沒(méi)有充足的資金,很難撐過(guò)虧損的逆境。

而三星是韓國(guó)政府扶持的家族企業(yè),足夠有錢,可以任性。在半導(dǎo)體事業(yè)起步階段,三星宛如孤注一擲的賭徒,一邊負(fù)債累累,一邊持續(xù)進(jìn)行 “自殺式”投資,不斷砸重金研發(fā)擴(kuò)產(chǎn)。

關(guān)鍵底氣是核心技術(shù)實(shí)力過(guò)硬。三星就成功走出了一條從技術(shù)復(fù)制到創(chuàng)新超越的路。

三星 1983 年剛開(kāi)始研發(fā) DRAM 時(shí),沒(méi)有任何技術(shù)基礎(chǔ),先是從美日企業(yè)購(gòu)買技術(shù)授權(quán),派專家趕赴美日企業(yè)學(xué)習(xí),進(jìn)而開(kāi)發(fā)出第一款 64KB DRAM,與世界先進(jìn)技術(shù)之間的差距逾 4 年。

隨后三星從美日網(wǎng)羅大量半導(dǎo)體人才,不顧虧損大力投資技術(shù)研發(fā)。僅用 6 年時(shí)間,三星便研發(fā)出領(lǐng)先全球的 16M DRAM,實(shí)現(xiàn)技術(shù)前進(jìn) 5 代。隨后 1993 年,三星因 16M DRAM 量產(chǎn)躍居存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)第一,從此蟬聯(lián)至今。

▲韓國(guó)三星 DRAM 技術(shù)能力變化過(guò)程

擴(kuò)張存儲(chǔ)器市場(chǎng),三星有一大殺招——押注 “逆周期定律”。當(dāng)存儲(chǔ)器市場(chǎng)不景氣,其他企業(yè)削弱投資、減少生產(chǎn)時(shí),三星反其道而行之,冒著血虧的風(fēng)險(xiǎn)繼續(xù)投資和擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,通過(guò)規(guī)模效應(yīng)壓低成本,進(jìn)一步加劇行業(yè)虧損,逼對(duì)手紛紛出局。

這種逆勢(shì)擴(kuò)張策略,三星在 20 世紀(jì) 80 年代、90 年代,以及 2008 年金融危機(jī)前后均曾實(shí)施。

經(jīng)過(guò)二十幾年的競(jìng)爭(zhēng),內(nèi)存生產(chǎn)廠家從上世紀(jì) 80 年代的四五十家,到 2008 年僅剩韓國(guó)三星與 SK 海力士、德國(guó)奇夢(mèng)達(dá)、美國(guó)美光、日本爾必達(dá)五家。2008 年內(nèi)存價(jià)格再次暴跌,幾年后奇夢(mèng)達(dá)、爾必達(dá)先后破產(chǎn),韓企迎來(lái)全面勝利。

▲2008 年金融海嘯后經(jīng)濟(jì)前景未明,三星仍加碼于資本支出與研發(fā)費(fèi)用。

強(qiáng)大的市場(chǎng)調(diào)研能力也至為關(guān)鍵。三星充分發(fā)揮豐富的市場(chǎng)調(diào)研能力,將優(yōu)秀人才提拔為市場(chǎng)調(diào)研專員派往各個(gè)國(guó)家和地區(qū),準(zhǔn)確把握市場(chǎng)變化和需求,為經(jīng)營(yíng)決策提供參考。

信息收集帶來(lái)的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析,輔助三星預(yù)判到時(shí)代更迭帶來(lái)的空前機(jī)遇。90 年代個(gè)人電腦(PC)取代大型機(jī)成為主流,DRAM 需求發(fā)生變化,日企陷入創(chuàng)新窘境,被韓企用更加便宜、小巧、方便的技術(shù)戰(zhàn)勝。

日企爾必達(dá)依然遵照先前的生產(chǎn)邏輯,近乎病態(tài)地追求均一性和高成品率,卻忽略了相較于高品質(zhì),低成本和高規(guī)模才是 PC 用 DRAM 的核心競(jìng)爭(zhēng)力所在。

這給三星等不拘泥于高成本率的韓企一個(gè)巨大的機(jī)會(huì),三星采取四代產(chǎn)品同時(shí)研發(fā)的策略,致力于提高生產(chǎn)效率和降低每顆 DRAM 芯片的成本,至于成品率,提升至能滿足市場(chǎng)需求的水準(zhǔn)就足夠了。通過(guò)大批量生產(chǎn)廉價(jià) DRAM,三星很快在市占率上超過(guò)日企。

▲1970-2013 年各種機(jī)器迭代

除了自己做研發(fā)生產(chǎn),韓企還投資競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手

2017 年,日本最大的集成電路公司東芝存儲(chǔ)器是全球第四大存儲(chǔ)芯片巨頭、第二大 NAND 閃存芯片巨頭,然而因?yàn)闁|芝集團(tuán)的巨額虧損,東芝存儲(chǔ)器被以 180 億美元賣給美國(guó)貝恩資本主導(dǎo)的聯(lián)盟,全球第二大存儲(chǔ)芯片商 SK 海力士也順勢(shì)成了東芝存儲(chǔ)器的股東。

如今的三星和 SK 海力士,坐擁全球最先進(jìn)的存儲(chǔ)器技術(shù)和產(chǎn)能,即便面對(duì)不穩(wěn)定的周期變化,依然能呈現(xiàn)出風(fēng)雨不動(dòng)安如山的姿態(tài)。

03. 角逐中國(guó)市場(chǎng),持續(xù)加固優(yōu)勢(shì)

無(wú)論是日企趕超美企,還是韓企趕超日企,這些逆襲的故事,都給亟待實(shí)現(xiàn)我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自主可控的夢(mèng)想埋下了希望的種子。

作為全球最大的電子產(chǎn)品制造國(guó)和全球最大的電子產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng),中國(guó)大陸對(duì)存儲(chǔ)芯片需求旺盛,且依賴進(jìn)口的程度仍相當(dāng)高,為以三星、SK 海力士為代表的國(guó)際存儲(chǔ)芯片玩家貢獻(xiàn)了相當(dāng)豐厚的收入。

▲2015-2019 年間,三星和 SK 海力士在中國(guó)的營(yíng)收(來(lái)源:彭博社)

但當(dāng)中國(guó)資本開(kāi)始為自主可控爭(zhēng)取更多可能時(shí),韓企的危機(jī)意識(shí)油然而生。

2015 年 7 月,紫光集團(tuán)向美國(guó)美光提出 230 億美元的收購(gòu)邀約,然而美光以擔(dān)心被美國(guó)政府阻撓為由拒絕了這一交易。

走收購(gòu)?fù)馄蟮慕輳讲怀?,那就自己造。?2016 年起,福建晉華、合肥長(zhǎng)鑫、長(zhǎng)江存儲(chǔ)三大國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)芯片企業(yè)均陸續(xù)投資發(fā)力,砸千億級(jí)資金,興建 DRAM 或 NAND Flash 芯片生產(chǎn)線。

這令韓企感到空前的警惕。

可以看到,過(guò)去幾年,三星、SK 海力士正持續(xù)采取一些措施來(lái)鞏固自己的地盤(pán)。

其一,控制產(chǎn)能,避免存儲(chǔ)芯片價(jià)格下滑。

韓國(guó)存儲(chǔ)芯片巨頭是控制產(chǎn)能、玩價(jià)格戰(zhàn)的老手。他們擁有充沛的資金,能游刃有余地抵御市場(chǎng)低迷,還擅長(zhǎng)通過(guò)控制產(chǎn)量影響市場(chǎng)。

十年前歐盟委員會(huì)曾向包括三星、SK 海力士、英飛凌、日立、美光在內(nèi)的 10 家內(nèi)存制造商開(kāi)出 3.31 億歐元罰單,原因就是它們操控了內(nèi)存價(jià)格,而美光由于當(dāng)了污點(diǎn)證人被免于處罰。

2018 年 7 月,三星被曝通過(guò)控制內(nèi)存產(chǎn)能來(lái)延緩內(nèi)存降價(jià),外媒 Semiwiki 報(bào)道稱,這一舉措導(dǎo)致一些半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商的設(shè)備出貨量短期內(nèi)下降了 10-25%。

2019 年三星、SK 海力士以及美國(guó)美光均考慮通過(guò)減產(chǎn)彌補(bǔ)降價(jià)損失。

其二,積極在中國(guó)大陸建新廠。

2018 年 3 月,三星在西安舉行存儲(chǔ)芯片二期項(xiàng)目開(kāi)工奠基儀式,總投資額為 70 億美元,這是三星繼 2012 年在西安高新區(qū)花 108 億美元投資一期 NAND 閃存芯片項(xiàng)目后的又一筆投資。

2019 年 12 月,三星西安閃存芯片項(xiàng)目二期第二階段 80 億美元投資啟動(dòng),二期項(xiàng)目預(yù)計(jì)至 2021 年下半年竣工,建成后將新增月產(chǎn)能 13 萬(wàn)片。

今年 3 月,三星西安一期項(xiàng)目在 1 月、2 月實(shí)現(xiàn)滿產(chǎn)生產(chǎn),月產(chǎn) 13 萬(wàn)片存儲(chǔ)芯片。

SK 海力士早在 2005 年就在無(wú)錫高新區(qū)建設(shè)了工廠,累計(jì)總投資超 100 億美元。2017 年 10 月,SK 海力士二工廠項(xiàng)目正式簽約,在去年 4 月正式竣工,預(yù)計(jì)完全投產(chǎn)后,月產(chǎn)能將提升至 18 萬(wàn)片 12 英寸晶圓,海力士無(wú)錫公司也將成為全球單體投資規(guī)模最大、月產(chǎn)能最大、技術(shù)最先進(jìn)的 10 納米級(jí) DRAM 產(chǎn)品生產(chǎn)基地。

▲SK 海力士在無(wú)錫的工廠竣工后

不過(guò)由于今年疫情影響,三星二期項(xiàng)目和 SK 海力士的無(wú)錫工廠推遲了大約 3 個(gè)星期。

而如果 SK 海力士能順利收購(gòu)英特爾 NAND 閃存業(yè)務(wù),也將把生產(chǎn)非易失性存儲(chǔ)器的大連英特爾工廠一并收之麾下。

其三,拉大技術(shù)差距,引入 EUV 技術(shù)。

EUV 光刻技術(shù)是實(shí)現(xiàn)更先進(jìn)芯片制程的關(guān)鍵技術(shù),此前主要被用于生產(chǎn) 7nm 及以下的邏輯芯片,而今年,三星和 SK 海力士均釋放了將其引入存儲(chǔ)芯片生產(chǎn)線的訊號(hào)。

據(jù)韓媒報(bào)道,今年 8 月,三星 “平澤 2 號(hào)”半導(dǎo)體工廠已開(kāi)始運(yùn)營(yíng),將生產(chǎn)全球首個(gè)基于 EUV 的移動(dòng) DRAM 產(chǎn)品。三星電子的一位發(fā)言人透露,使用 EUV 的 1a 工藝,生產(chǎn)效率是基于 12 英寸晶圓的 1x 工藝的兩倍。

SK 海力士也在加速推進(jìn)基于 1a 工藝的 EUV DRAM 產(chǎn)品。此前 SK 海力士已在 M16 芯片廠園區(qū)內(nèi)安裝了兩臺(tái) EUV 光刻機(jī),計(jì)劃將 EUV 技術(shù)應(yīng)用于下一代 DRAM 芯片生產(chǎn)。

一臺(tái) EUV 光刻機(jī)造價(jià)超過(guò) 1 億美元,數(shù)量又極其稀缺,迄今中國(guó)大陸企業(yè)產(chǎn)線尚未拿到一臺(tái) EUV 光刻設(shè)備。如果韓企基于 EUV 的 DRAM 產(chǎn)品落地,將進(jìn)一步拉大與中國(guó)大陸企業(yè)間的技術(shù)差距。

04. 結(jié)語(yǔ):存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)門(mén)檻升級(jí)

如今存儲(chǔ)芯片發(fā)展愈發(fā)集中,尤其是 DRAM 內(nèi)存市場(chǎng),持續(xù)向三星、SK 海力士、美光三家聚攏。

如果 SK 海力士最終成功收購(gòu)和吸收英特爾 NAND 業(yè)務(wù),全球存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)的大半江山都將成為韓企的囊中之物。

而從歷史經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,爭(zhēng)奪存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)將不可避免地需要更多資金的投入,這也意味著未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的門(mén)檻進(jìn)一步增高,其他玩家如想突圍,將面臨技術(shù)、成本以及市場(chǎng)的多重競(jìng)爭(zhēng)。

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