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博客

热度 1已有 97 次阅读2017-8-19 09:59 |个人分类:新技术|系统分类:科研心得| 三星, 台积电

台积电,三星及其半导体产业链


这次台湾大面积断电,民众生活的各种囧状大家都谈论得比较多了,比如:数千人被关在电梯中,花莲市街上红绿灯一度熄灭,很多报警设施的红灯都亮不起来了,医院手术室出事故。。。。。。


但是。。。。。。台湾的半导体产业链却没有什么大碍:


行政院科技部下属的三大科学园区:竹科(新竹科学园)、中科(台中科学园)、南科(台南科学园)都没有出现大面积的跳电,8月15日当晚,台湾残存的电力给三大科学园区的台湾 半导体Fab进行轮流供电。


掌控全球先进芯片制造的半导体三巨头(Intel、三星、台积电)之一的台积电 几乎毫发无伤。


全球主要晶圆材料制造商——环球晶圆(不是global foundries,别搞混了,台湾环球晶圆是芯片上游晶圆材料重要制造商)也无大碍。


全球芯片封装测试巨头——日月光集团 仅有南科的部分园区出现了60分钟停电,设备很快恢复。


唯独芯片封装测试厂商南茂科技位于南科园区的工厂有一点损失。


以目前台湾烂尾的分布式发电政策方案(议案连立法院一审都没过),台湾动辄产能5万片的12寸半导体Fab凭借自己的备用UPS在停电时根本支撑不了多久。


也就是说,与多数国家/地区不同,台湾在发生大规模跳电事故时,民众的安危都是小事,紧急情况下可用电力都是给半导体产业链的,尤其是台积电。所以815台湾大跳电中,全岛民用设施停电范围远超常用电力模型估算的结果。(其实台湾已经没有什么备用电力了,备载率最多不超过6%,只有爱)。


台湾民众知道台积电是荷兰、美国等欧美资本控股,但毕竟台积电及其半导体产业链支撑着新台币坚挺的汇率,是台澎金马经济体贸易顺差的主要来源,更是台湾经济的基石。所以,即便是那些天天批斗军工教是寄生虫的台湾乡民,也不敢对台湾半导体产业在全岛大跳电中占据优先用电权的行为说三道四,整个台湾岛对此都是避而不谈的(毕竟说出口就显得不自由不民主),所以就由笔者在本题中把这个事说破吧!


早在2015年,台积电CEO张忠谋 就公开表示担心台湾的供电、供水会影响到台积电等台湾芯片产业的发展,(如果政策允许),台积电会考虑自行建设自备发电站。


不过笔者考虑到台湾立法院目前的政治现状,别说允许台积电建设自有发电站的相关立法没戏,现在就连分布式发电的立法议案都已经在立法院烂尾了,下图是外省籍出生的科技界传奇人物张忠谋:




芯片生产过程中,一旦发生断电,后果非常严重,任何对process造成整体性冲击的事故,如断电、地震、断水、超净环境被打破、气体泄漏等,都会造成停产,并且产线上所有晶圆全部报废。


下图是芯片Fab的超净生产环境,任何自然灾害对建筑的晃动都有可能造成超净环境被污染,而维持超净环境本身也是需要消耗大量电力的:

光一台ASML ArF-immersion 1980Di光刻机产线断电、恢复、重启、ramp up所需的设备代价是以千万美元计的。复产所需时间更是直接冲击公司的财务报表,停产时间的长短都将直接影响全球芯片价格。比如,2015年,台湾高雄地震,台积电中科、南科厂停产,导致全球逻辑芯片价格上涨10%~20%。同理,作为半导体三巨头中分量更大的三星电子,只要朝鲜半岛局势紧张,三星的芯片出货受到潜在地缘政治威胁,全球芯片价格都有理由上涨。韩国第二大芯片厂商海力士位于无锡的晶圆厂发生爆炸后,全球存储芯片价格瞬间跳涨25%。


幸运的是,这次台湾大跳电,台湾的半导体产业链没有受到什么明显影响,不然。。。。。。三星电子可以在台湾大跳电后宣布所有类别的芯片价格跳涨20%~50%不等(笔者的估算比较保守)。


三星电子在2017年第二季度超过Intel成为全球第一大芯片制造商:

正是凭借芯片业务,2017年第2季度三星电子的利润超过苹果,三星电子加速扩大芯片业务投资的意向非常明显,韩国的电力供应系统很大程度上掌握在三星集团和斗山集团手中,所以三星电子不需担心电力供应问题。


三星电子的中期目标是占据全球芯片市场的半壁江山,三星未来的机会并不仅仅是Intel继续挤牙膏,三星还有一个机会,那就是台湾那个越来越难用爱支撑的电力系统。虽然台湾官方和电力产业链竭尽全力优先确保台湾半导体产业链尤其是台积电的供电。但是,按照台湾目前这个政治经济局面发展下去,台湾的电力供应会越来越糟糕,三星电子期望占据全球芯片市场半壁江山的目标说不定就实现了。


稍微对台湾有所了解的人都知道,在反核四运动中,绿营借助环团的政治打手作用,成功地进一步抢夺国民党在妈妈选民和年轻人选民中的选票,民进党把环团(环境保护团体)捆绑到自己的战车上后,与此同时,民进党本身也被环团给绑架了。民进党胜选后,核四项目必然烂尾,连核二核三都被要求停检,核电本来就是台湾供电系统的重要组成部分,核电被砍,燃煤发电也不敢增设新厂,只能在现有电厂上改进机组(环团说了,煤电也要砍),可是台湾的半导体产业链还在迅速扩大,耗电量激增。台电的高管要不就是被赶鸭子上树,不行也得行,要么就被绿营斗臭,然而被肃清。


林全内阁2016年组建之初,内阁中多数是“老蓝男”,出于自身的立场或者现实主义考量,林全默认重启核电站,民进党中的英派(蔡英文派系)很清楚屁股位置换了,立场也该跟着换,所以当时一部分民进党人和那时候林全内阁搞闭门会议,试探社会对于重启核二核三的态度,结果内阁才在记者采访中放了半句风,整个社会舆论立马群起攻之,绿营那帮虾兵蟹将们苦等了八年了,盯着各大电力系统油水位置直流口水,看到林全内阁自己触碰了“政治不正确”,对林全内阁和台电系统高层们展开了铺天盖地的批斗,各种“老蓝男”和“党国余孽”的帽子胡乱扣。


皇民们的套路很简单,盯上哪个前朝在职官僚的位置后,先找事做文章,批斗他直到斗臭为止,然而携民意和党部、行政院或者总统府谈条件,要求更改人事任命。新潮流系总召 段宜康(此人是外省人,父辈、祖父辈还是前国民党高官)在2016年整整一年内,毛线政绩没有,每天都在“爆料”(公布前朝在职官僚的丑闻),把那些还占着位置的前朝官员(不管是蓝营的还是无色彩的)统统拔出,把自己的人马挤上去。而且皇民们连这国营单位的董事职位都不放过,实在想不出罪名可扣,就以清算国民党党产的名义去冻结职能。


台电、中油等国营基础能源企业,现金流不断,油水肥差多,必然成为皇民们眼中的肥肉,由于台电、中油党国色彩浓厚,更是让皇民势力师出有名。


2016年,台电在高雄的一个30年运龄的发电厂在检修时发生了工伤事故,造成检修工人一死一伤,绿营各大派系借题展开文革斗争,结果高雄市环保局和劳动局停止了这个发电厂的运作长达半年多,才迫于2017年的酷暑重启该发电厂。


经过2016~2017年的绿色文革,台电和中油的高层都被替换成了一票不懂业务吃相又难看的绿营政客关系户,比如民进党立委叶宜津的亲戚。2016年~2017年的几轮风灾下来,台电的危机处理能力可以说是洋相百出,被骂到臭头。


即便是这次8.15台湾大跳电,民进党立委高志鹏还在借题搞政治斗争,他在facebook上大段大段地借机攻击台电,直言说:“大家把责任都归在台电上就好了!”、“责怪政府的人都是核电帮”(核电帮这帽子扣得有水平,不愧是皇民政客)


下图是民进党籍立法院委员 高志鹏,是民进党中常委,他提议在公众场合废除“孙中山”遗像:

至于台电、中油的国家能源设施建设,1年多下来除了检修还是检修,几乎就没有新增产能。


就算电力系统的这帮人想干出一点业绩,也很难,因为现在台湾的绿营民意就是核能必须关停;燃煤造成空气污染,也必须砍。环团 甚至要求严格审核太阳能发电硅材料的生产流程和污染排放,皇民们则是在批斗蒋经国时期建设的那些水电站(属于经国十大建设)是“豆腐渣”工程,要全面整改(说白了皇民们就是想把两蒋时代的水利水电建设都毁掉,让三菱重工等日本水利水电承建商来投标重建),照这么下去台湾如何实现非核家园? 只有大便沼气发电才算绿能吗?台湾“绿能岛”的目标更是如梦境。


台湾现有的电力系统即便不关停,也是在不断老化,以至于现在随便一次台风、酷暑都会造成设备顺坏,造成限电。


再看台湾的半导体产业链,台积电、南亚科都在不断进行产线升级,台积电还要新建一座5纳米制程Fab(南科Fab14)和一座7纳米制程Fab,2022年还将新建一座3纳米制程Fab,其他的Fab也都会进行产线扩张,比如台积电的中科厂 Fab 15在2017年完成对10纳米制程的5期、6期扩建 。


下图是台积电位于中科的Fab15的扩建工程:

随着芯片先进制程的推进,芯片生产线的耗电量不断增加,一台7纳米制程芯片产线的耗电量是同等产能16纳米芯片产线的2倍。


更恐怖的是,芯片生产核心设备——芯片光刻机在进行技术变革时,其耗电量陡越式攀升,一台芯片光刻机霸主荷兰ASML生产 的EUV光刻机 NXE 3400B在 “极紫外光”末端功率提高到125瓦时,其产线的耗电功率就达到500000瓦。


下图是ASML的最新现货EUV光刻机NXE 3400B,单台售价高达1亿欧元(7.2亿人民币),NXE 3400B单台产能已超过125 WPH这个重要量产要求指标,resolution和overlay更狂暴,将挑战4纳米制程。


如果ASML的EUV光刻机的EUV功率提高到250瓦,耗电量不敢想象。一个7纳米的产线可能只需要1台ASML EUV光刻机NXE 3400B,而到了3纳米制程产线,除非ASML推出更先进的EUV光刻机,否则一条3纳米制程产线需要4台ASML EUV光刻机NXE 3400B。一个3纳米制程Fab的用电量相当于整个台东(花莲、宜兰、屏东)的用电量。


台积电在竹科的Fab耗电功率已经超过72万千瓦。未来在台中的Fab22建好后,台湾电力系统拿什么去养台积电?难不成全岛人民不开空调、不开电灯、不烧开水,用爱支撑台积电的先进制程?


有大陆网友建议台积电把Fab搬到大陆来,但是北约构建的瓦森纳协议(The Wassenaar Arrangement )体系是不允许半导体三巨头在中国大陆建设先进制程Fab的。


台积电确实正在南京投资30亿美元建设一座16纳米制程Fab,预计2019年完工,但是这座Fab的16纳米制程到了2019年投产时就不再是先进产能了,那时的先进产能估计是5纳米制程。更何况2015年台积电决定在中国大陆建厂时,正直国民党执政时期,当时两岸关系还是很友好的,现在的台湾绿营执政背景下,台积电来大陆建厂的可能性更小了。


同理,三星电子在中国西安投资300亿美元的NAND芯片项目也是在中韩关系较好的2013年敲定的(2017年底将完成将投资170亿美元,算是新中国建国以来的最大外资投资项目),当时中国和韩国洽谈签订战略合作伙伴协议,韩国国会经过三星集团一番游说后,批准了三星在中国西安建厂的议案,但当时三星集团还是承受了来自美国的巨大压力。


下图是三星电子在西安投资的1X纳米级NAND芯片Fab的一期工程:

三星在西安的一期工程还处于ramping up时,耗电量就已经让西安市政府吃不消了,2016年,西安市高压变电站设备一度因为不堪负荷而爆炸,导致西安三星城的Fab紧急停机,产线上晶圆全部作废,按照当时的64层NAND芯片价格估算,那次事故三星损失高达3亿美元。


虽然台湾社会少有地在优先供电给半导体产业链上取得了默认式共识,但台湾处于地震带和台风必经之处,以台湾目前这种千疮百孔腐朽不堪的电力供应系统,还有其独特的政治舆论环境,未来任何一次自然灾害都有可能让台湾的半导体产业链命悬一线。三星的中期目标(占据全球芯片市场的半壁江山)很可能会提前实现。


关于台积电的地位、半导体三巨头(三星、intel、台积电)对全球芯片产业链的掌控,三巨头持股的芯片光刻机霸主ASML,以及这些财团占据的瓦森纳协议体系,参考下面这篇文章:为何大陆打击疑似亲绿台企海霸王而不是台积电?


关于三星在半导体产业链和瓦森纳协议体系中迅速崛起的地位,以及日本半导体产业链的溃败衰亡,可以参考下面这篇文章:为何三星能在5G应用落地上率先取得突破,抢占先机?


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为何大陆打击疑似亲绿台企海霸王而不是台积电?


海霸王和蔡英文家族有密切利益关系和不错的私交,但是海霸王管理层貌似没有公开支持过台独政治理念,也没有担任过蔡英文政权的荣誉职位。反而是台积电张忠谋频繁与蔡英文和林全频繁互动,甚至接下了“总统府资政”一职。


海霸王和台积电是两家完全没有相互可比性的企业。光从财务报表来看,两者规模、利润、经济效益就根本不是一个数量级,台积电已经占了台湾股票市场近20%的权重,且每年分红很多,一般台积电股票涨,台股就涨,台积电股票跌,台股就跌。而靠各种黑心生产运作的海霸王一年营业额20亿人民币(3亿美元),在台积电面前九牛一毛。但财务账面上的数据还不是笔者要比较的重点:


先谈海霸王,海霸王也就是食品界的一个传销号,给一堆加盟商提供原材料不明的鲜味料。台湾海霸王和台湾塑化剂生产商 昱伸香料公司 没什么本质差别,硬要说差别:无非是一个转正了,成了品牌,另一个没转正,成了阶下囚。


再谈台积电,台积电可是在北约技术封锁同盟——瓦森纳协议体系的清单中,台积电的制程技术未经美国允许,是不能向其他企业、国家、机构出让的。甚至连台积电在海外设置晶圆FAB都要按照瓦森纳协议条款审核。


台积电、三星、Intel 三家公司垄断了全球的高端芯片制程,被称为半导体三巨头。(Globalfoundry 已经沦为三星的附庸,德仪老了,联电现在就是个打酱油的,日企更是迅速溃败)

其中intel一般不给其他厂商生产半导体,其他厂商要想生产高端制程芯片,那就只有找台积电和三星了。也就是说高端半导体的代工订单基本都是台积电和三星垄断,其中台积电的业务重点是逻辑芯片,如果大陆抵制台积电,那么大陆几乎所有的高端制程芯片都得向三星的购买,暂且不说此时三星对中国的高端制程半导体市场产生绝对垄断的关系,单凭订单突然转移导致的三星产能不足就可以让三星义正言辞地提价一大截。

现在对中国出口的先进芯片厂商有两家,那么华为从台积电买一枚未封测芯片颗粒(die)可能是要价12美元(最近16纳米制程的LG.MS都卖到27美元了,10纳米制程颗粒只会更贵),假设台积电被国台办 以行政强制令踢出中国先进制程芯片市场(假设而已),那么华为只能从唯一的三星那里买先进制程芯片颗粒,理论上,三星把价格提到50美元一枚die都没问题,那华为还有什么价格竞争力可言?而且三星还可以选择不卖。


目前的逻辑芯片制造格局是,苹果的大多由台积电制造,高通的大多由三星制造。


以上说的还只是逻辑芯片,至于内存芯片(DRAM),三星和韩国海力士两家基本上时垄断地位,这两家韩国公司理论上将可以在内存芯片上随意涨价,或者对其他采购商断货。


在闪存芯片领域(NAND,就是存储芯片,和内存不是一回事,很多大V经常把两者搞混淆),三星是第一大寡头,市占率接近50%,剩下几家是海力士、东芝、Intel、镁光。寡头对市场的超控能力也是非常强的。三星自己的闪存NAND芯片大量被苹果订购,自己的会从海力士、东芝、镁光等其他厂商采购以补充自己旗下手机的产能缺口,三星通过这一进一出几乎可以撬动整个NAND芯片市场。


目前东芝(Toshiba)已经资不抵债,为了防止2018年被东京证券交易所退市,东芝必须及时出售尚有客观估值的半导体部门(主要是NAND闪存芯片)以补充现金流并偿还债务,无论东芝半导体部门能否顺利出售,其NAND芯片业务势必都会受到集团负面影响而进一步萎缩,届时三星、Intel和海力士在NAND的垄断话语权将逐渐确立。


有人说华为可以选择自己造先进制程芯片啊,为什么不自己造?且不说半导体先进制程技术是半导体三巨头日积月累的结晶,就算华为掌握了先进制程技术,还是造不了先进制程芯片,因为华为不能买到制造先进制程芯片的高端芯片光刻机,这就涉及到北约瓦森纳协议体系中一家比台积电 还要重要得多的公司:荷兰芯片光刻机制造商 ASML

瓦森纳协议的限制清单会随着科技进步动态更新,可以确定的是,目前,ASML仍然不能向中国大陆出售ArF- immersion 1980Di及EUV光刻机,至于前几年中国内资本土厂商连ArF immersion 1970Ci都买不到。


ASML在成就霸主地位前 击垮了日本的芯片光刻机制造商,佳能很早就识时务退出芯片光刻机市场,只保留面板光刻机,顶多就做些CMOS光刻机和元器件光刻机。尼康还在中低端芯片光刻机市场苦苦挣扎,越陷越深,拖累整个集团,如今尼康已经宣布在日本对相机业务和光刻机业务裁员超过1000人,intel从2015年起停止采购尼康的光刻机。目前尼康的窘境可参照下面这篇文章:


如何看待尼康公司在日本对光刻机和相机业务裁员1000人?

关于ASML对芯片光刻机市场的垄断程度数据分析,以及尼康精机的衰败导致的日本半导体产业大溃败,详见下面这篇文章:

为何尼康在芯片光刻机市场竞争不过ASML?


(题外话:如今尼康、佳能的光刻机已不受瓦森纳协议限制,中国大陆可以随便买,但不一定都看得上,现在只有日吹的三井三菱帝国梦幻黑科技PPT敢吹尼康的芯片光刻机了。鉴定一个人是不是日吹或者精日,笔者推荐了一个标准,那就是这个人敢不敢承认ASML在芯片光刻机领域的绝对霸主地位)


为此,笔者再次拿ASML划时代的EUV光刻机NXE 3350B 镇楼,单台售价达一亿美元,已经准备出货第18台了。

ASML还收购全球顶级镜片厂商卡尔蔡司公司 旗下蔡司半导体设备镜片 Carl Zeiss SMT 24.9%股份,进一步整合EUV反射镜片的研发。


下图是ASML的最新现货EUV光刻机NXE 3400B,单台产能已超过125 WPH这个重要量产要求指标,resolution和overlay更狂暴,将挑战4纳米制程。

更加狂暴的最新EUV 光刻机NXE 3400B 于2017年刚刚成功下线第一台,ASML就已经接到了21台NXE 3400B订单,总价达到23亿欧元(约合28亿美元),截至2017年第二季度,ASML已经积压的来自半导体三巨头的NXE 3400B订单达到27台,总价超过28亿欧元(约合32亿美元),EUV产能供不应求。


EUV相关技术被荷兰ASML、德国卡尔.蔡司、比利时IMEC联合垄断,半导体设备产业链的EUV革命进展有条不紊,宣告了尼康等日本设备厂商的彻底衰败。


有人说中国也在努力研发光刻机啊,确实国家也很支持中微半导体,但现在做出的国产光刻机仍然只是i-line stepper和 KrF scanner层面的,中短期内只能跟日企杀低端市场。


光刻机这个市场的产值是高端占大头,中段占小头,低端忽略不计,我在关于光刻机市场的回答链接里分析过这点。


再说回台积电:

台积电、三星电子、intel三家公司就是芯片光刻机霸主荷兰ASML公司的股东,拥有ASML 1970Ci以上型号光刻机的优先供货权,台积电、三星、intel、ASML这四家公司掌控了全球半导体产业链超过70%的利润,而集成电路的设计领域的产值比重就比制造环节低多了(芯片设计商入行门槛也比制造商低多了,连土耳其这种国家都有芯片设计商),2016年芯片设计商ARM的年利润才刚超过4亿英镑,还不到半导体三巨头的零头。


下面新闻是三星电子2017年第2季度的运营利润——121亿美元(约合820亿人民币,超过苹果、中国工商银行、中国建设银行),保守估计其中至少有60亿美元利润来自于半导体芯片:

(由于逻辑芯片、内存DRAM芯片、闪存NAND芯片、AMOLED屏幕价格持续上涨,投资机构预计三星电子和三星SDI于第3季度利润可能继续创新高)


台积电2016年的全年利润也超过了110亿美元,虽然比三星的利润少一大截,但是比全球所有的单纯芯片设计商的利润加起来都要多。


但是国内很多舆论长期以来制造了一种假象,搞得好像台积电和三星的芯片制造都是低端代工似的,这种心态多少有些自欺欺人。


这几个公司之间的关系还不止这么简单,荷兰ASML的三个大股东——荷兰ASM控股集团、荷兰飞利浦集团和美国投行摩根大通 同时也是台积电的 股东,其中飞利浦还是台积电的大股东。如果国民党关联基金会下属的股权党产将来被民进党清算干净,那么飞利浦可以坐稳台积电第一大股东。如今国民党党产系在台积电的持股已经越来越少,台湾股民也清楚,台积电已然成为外资,确切的说是荷资和美资控股。此外,荷兰ING银行集团、摩根斯坦利、摩根大通和德意志银行同为这些半导体大咖的债券承销商和持有者。


也正是因为荷资和美资对台积电的控股,才使得荷、美等瓦森纳协议体系国家队台积电源源不断的技术注入,台积电带动的台湾半导体上下游产业链集群又反过来为瓦森纳体系国家的其他投资基金回馈利益,如此循环往复,所以笔者并不认为台积电产业链的成功都归功于台湾人,至少和台湾皇民没一毛钱关系。(如果哪个台湾皇民说:“台湾是在日本殖民时期经济腾飞的,支那流亡政权只有十大豆腐渣建设。。。”,你用不着拿笔者以前写的那篇日本殖民台湾影响的文章去反驳他,用台积电打脸他就足够了,就这么任性!不过大家都知道台湾皇民是不会讲道理的。)


所以,不要以为有了强大的ASML光刻机就能造出先进制程的芯片,就好比有了锋利的菜刀和做出美味可口的菜肴是两码事,锋利的菜刀做出美味菜肴的必要条件,但不是充分条件,厨师的技艺也同样重要。ASML的EUV光刻机只是半导体三巨头能够造出先进制程芯片的必要条件,但不是充分条件,三巨头的半导体制造技术水平同样不可或缺。


中国大陆每年对台湾产生巨额贸易逆差,2016年中国大陆对台澎金马经济体的贸易逆差更是超过900亿美元,笔者总结了巨额逆差的3个原因:
1.在大日本帝国时代,日本效法当初英格兰争夺世界霸权的做法——《航海法案》,日本帝国议会在大正年间开始逐步完善实施日本版的《航海法案》,在日本所有的殖民地(台湾、满洲、朝鲜半岛)建立了完善的抵制中国货、抵制俄国货的措施。加上日本对台湾人民的同化、清洗、改造,以至于台湾皇民直到战后的今天依然保持着抵制中国货的消费观和潜意识。


2.台湾一直对大陆保持着较高的贸易壁垒,尤其是在绿营皇民执政期间,想尽各种办法设置变相贸易壁垒,台湾在海关、检疫、质检、商标法等领域对大陆企业的种种隐性限制条款法规已经涉嫌违反WTO游戏规则,中国大陆却几乎未采取诉讼维权。


3.中国大陆往往给予台湾企业更多的照顾,台湾企业在大陆遇到的贸易壁垒比其他国家要少,而中国大陆企业出口台湾的商品却要面对较高的贸易壁垒,台湾对中国大陆很多产品都有各种限制。


4.就是本文讨论的台积电,中国电子厂商每年向台积电购买大量的先进制程芯片颗粒,这是对台澎金马产生贸易逆差的一个巨大来源。(对韩国的贸易逆差也是同理)


中国大陆如果制裁台积电,就等于跟美国荷兰这两个重要瓦森纳国家翻脸,不是说不能翻脸,但中国此时就对瓦森纳体系翻脸底气尚不足,当下也没必要翻脸,当下翻脸也不是上上策。


而且大陆也没有足够充分的理由翻脸,毕竟台积电不是绿营企业,相反,早期的台积电是李国鼎时代的国民党党产企业,一度还被陈水扁喷为黑金政治产物。


张忠谋也拒绝了蔡英文的国务资政邀请函,书面理由是台积电外资持股近八成,市场及客户也有七八成在国外,作为公司负责人不宜担任资政一职。新闻视频如下:

说得谦虚点,中国产业的一些事还需要台积电的配合,比如台积电在南京独资设置16纳米制程12英寸晶圆厂(只有特殊技术型外资企业在大陆设厂才享有独资权利),虽然到2019年投产时16纳米已经谈不上先进制程了,投资30多亿美元也谈不上战略级投资,但是这个晶圆厂对中国半导体供应链的意义是重大的,美国为此百般质问,好在台积电在美国的关系也不少,张忠谋本人就有美国国籍。最终以当时的执政党国民党在立法院的优势,通过了南京晶圆厂的投资国会审核。


下图为台积电在南京投资的16纳米制程 FAB规划图:

(题外话,三星投资西安的 先进制程NAND存储芯片厂也是在中韩关系蜜月期顶住了美国的压力,进行各种说服疏通,才在韩国国会通过投资审核案的。2017年,三星将再往西安市投资90亿美元建设第二个NAND存储芯片FAB)


即使中国本土最强的半导体生产商 中芯国际 仍然有超过10%的股份是台积电持有的,而且中芯国际的创始人张汝京、CEO邱慈云、蒋尚义等高管基本都是以前的台积电管理层,中芯国际的技术进步和这些高管的在国际半导体领域的人脉、经验是密不可分。


所以,在中短期内,笔者不认为中国大陆官方会对台积电表露负面态度。


台积电在台湾的地位可不仅仅是占据台湾股市权重的两成这么简单。台湾是典型的外贸依赖型经济体,台积电所带动的产业链是支撑新台币汇率的基石。假如没有台积电,台湾的日月光、联发科这种企业的竞争力要大打折扣。这个产业链撑起了台湾中产阶级的半边天(也就是俗称的竹科人,新竹人的幸福感指数是全台湾最高)。下图是竹科人的工作照:

如果不包括电信诈骗业,台积电 就是台湾经济最后的堡垒,也是台湾最坚实的一座堡垒,它的利益关联是美国等西方瓦森纳体系国家维护台湾现状的重要原因之一。 众所周知,经济衰败往往是撕裂型社会的矛盾暴力化的导火索,即使将来没有“穷台战略”,一旦台积电崩塌,台湾将会瞬间“黎巴嫩化”。


最后也期待中国能努力追赶半导体先进制程技术,甚至自力更生把芯片光刻机做好,虽然这是一个漫长的过程且投入巨大,但只要国际政治贸易游戏规则不变,这种制约国家发展的瓶颈问题必须靠自我突破,别无选择。


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为何三星能在5G应用落地上率先取得突破,抢占先机?


三星于6月27日和运营商SKT在三星水原产业园进行了3.5GHz频段的5G新标准原型测试。测试中,吞吐量达到了1Gbps,进一步拉近5G商用化,小区总速率10-20Gbps。至此,三星既可以用毫米波实现短距离超高速覆盖,也可以用厘米波实现远距离大用户量接入。


2017年7月31日,三星发布全球首款6载波聚合基带,三星等待的时刻就是2019年高通的基准专利到期。

目前还只是各方争夺5G话语权的预演阶段,5G时代的数据量相比4G翻了一个数量级,因此5G时代对于半导体芯片性能的要求将远远高于4G时代,掌握先进半导体产业链的通信设备商才有可能在5G应用落地上拥有话语权,否则就会被卡脖子。作为全球半导体三巨头之一的三星电子(Samsung Electronic)自然会在5G争夺战占有巨大的优势。而没有先进制程半导体制造能力的高通在5G争夺战中的优势可就远没有4G时代那么明显了。


根据各大投行估算,三星电子在2017年第2季度的芯片销售额达到151亿美元,超过英特尔(Intel)的144亿美元,从而登上全球第一芯片制造商的宝座。并且,三星电子在2017年第2季度运营利润达到121亿美元,超过同期苹果,直逼中国工商银行(601398)。其实这两份市场报告都是象征意义大于实质意义。


真正具有实质意义的突破是芯片,硬件速度才是决战5G的前提条件,如果空有标准而没有硬件实力,要么被架空,要么被卡脖子:


三星在2016年下半年开始量产64层 V-NAND 芯片,并于2017年上半年把64层V-NAND推进到了10~12纳米制程,该版本的64层V-NAND的带宽速率高达1Gbps,这还不够,2018年路线图的6~8纳米64层V-NAND芯片的带宽速率将推进到1.5Gbps,为了与这种速度的V-NAND芯片相匹配,三星计划在2017年下半年推出UFS 3.0接口,三星的UFS 3.0将成为 64~72层 V-NAND 芯片的标杆,目前来看,也只有三星能够实现UFS 3.0。


不过UFS 3.0接口也将只是三星的短暂过度标准,因为根据三星的路线图,UFS 3.0接口难以承受 2019年路线图中更狂暴的96层V-NAND 先进制程芯片。


下面是三星于2015年下半年提前完成2013年制定的V-NAND路线图,在很多国家的3G环境下使用显得有点浪费:

目前三星的进展速度已经超出了气相沉积(deposition)设备霸主Applied Material的预估:

而Applied Material预估在64层之前,三星和Intel没必要在V-NAND芯片的纳米制程resolution上做更大的投入(感觉气相沉积设备霸主Applied Material的心态是想跟芯片光刻机霸主ASML抢主角位置,不过再怎么说,三星也是ASML的股东)。然而。。。64层这么快就被量产了。96层突破之前,三星还是得在64层的基础上向6~8纳米推进,这样才能确保在UFS 3.0取得垄断地位。


下面这张标语才是三星为4G pro (4G+)或者 pre 5G时代庞大的数据量准备的V-NAND芯片(96 layers ~ 128 layers):

大家不禁会问,就现在这个网速,三星做出这么快的V-NAND芯片有什么意义吗?这就是问题之所在,三星在意的根本就不是现在的4G网络,或者说4G网络不仅没有舞台把三星的优势尽量展现出来,反而还封印了三星的真正优势。那么三星要做的就是迅速终结4G时代。


三星在射频芯片领域把日本企业打得满地找牙,日本NEC干脆退出了这个领域,三星已经拥有通信射频芯片制造市场的话语权,即便是高通、爱立信在新一代射频芯片领域的制造,还是得通过三星和台积电完成。


三星在2017年2月就通过旗下非先进制程FAB 制造了5G基础建设配置的28GHz的射频芯片,新闻如下:


三星为5G基础建设设计的28GHz毫米波射频芯片已研发完成,明年将正式发表采用该芯片的5G设备。


三星电子执行副总裁暨次世代通讯业务主管Kyungwhoon Cheun表示,该公司为了完成这款28GHz 5G射频芯片,已经在相关基础技术研究上投入数年时间。 如今这款芯片进入商用化阶段,象征着过去的努力终于拼凑出完整的成果,同时也是5G商用化的一个重大里程碑。 该芯片将在即将到来的联网技术革命中扮演非常重要的角色。


三星日前已经在一场由Korean Institute of Communications and Informantion Science所主办的5G行动技术研讨会中发表该款新射频芯片的部分细节,并提供该公司5G产品商品化时程的细节信息。


在逻辑芯片上,三星的10纳米制程在2016年底已经量产,2017年上半年实现良率改善,2018年上半年,将正式启动6纳米制程试产。5G网络环境下强大的运算能力是基本要求。


下面为三星已经完成量产的逻辑芯片制程路线图:

在DRAM芯片领域,三星与海力士(Hylinx)更是确立了垄断地位。


下图是截止2016年8月,韩国厂商出货的DRAM芯片在市场中占有的份额(蓝色部分为韩国厂商):

到了2017年,随着镁光(Micron)在DRAM上的萎缩,三星和海力士在DRAM芯片上的份额会更大。


DRAM在通讯设备中的配置会随着数据运行负荷的增加而迅速增加。


全球芯片产业链70%以上的利润都被半导体三巨头(三星、英特尔、台积电)所占据。芯片设计核心厂商ARM的利润连台积电的一个零头都不如。全球所有芯片设计商的利润加起来也比不上台积电,更别说和三星比了。


半导体三巨头和芯片光刻机ASML的垄断时代就是建立在日本半导体产业链的尸体之上的。


日本半导体产业链最后的堡垒 东芝(Toshiba)在虚假财务报表被踢爆后,已经 资不抵债,如今东芝暴露出的财务造假问题只是冰山一角,美国审计机构 根本不同意东芝单方面发布财报,东芝就连这个书面上巨亏84亿美元的2016财年发布会都开不成:

8月1日起,东芝将被东京证券交易所从主板降到 “二版”(相当于中国A股的ST**):

如果东芝不能顺利地变卖其尚且可以盈利的半导体部门用以偿还集团债务和改善现金流,东芝就面临退市,连僵尸企业都做不成,而日本最后仅存的半导体堡垒也将灰飞烟灭。笔者估计东芝的半导体部门竞标会被昔日的合作伙伴西部数据(West Digital)搅黄了,毕竟西数占着法理(至于竞购东芝半导体部门的郭台铭,笔者从一开始就认为郭台铭的鸿海就是被日本经产省骗来抬价的,好让东芝能卖个好价钱)。届时,三星和Intel在5G相关集成电路的制造上,对原材料供应商将拥有绝对的话语权。


东芝作为三井集团的核心企业,算是日本半导体领域中最强的企业,20年前的东芝未必看得上三星电子,如今却被三星和海力士(Hylinx)打压得如此凄惨。那么日本其他的半导体厂商,如NEC、三菱电机、富士通、瑞萨之流,更没能力与资格抵挡三星在芯片领域的攻城掠地,即便日企是财务粉饰高手,仍然跳不出低利润或者负利润。所有的日本材料厂商、电子厂商、电器厂商的利润加起来都不如三星。(这与日吹常用的日本科技汇总PPT中的段子截然相反)。


NEC裁员都裁了两轮了,通信零部件业务还是一滩烂泥。


话说瑞萨现在连汽车通信半导体市场都守不住,日本本土以外的市场不断被三星蚕食。


三星于2017年3月以80亿美元收购了汽车音响设备巨头哈曼国际(Harman),并正在收购汽车电子设备供应商马瑞利(Magneti Marelli),主要目的之一就是确保这些汽车供应商巨头都使用三星的半导体芯片,进一步扩张在汽车半导体市场中的份额。


关于三星用一个季度的利润去收购音响、娱乐巨头 哈曼国际,可以参考下面这篇文章:三星为何要以 80 亿美元现金收购音响设备和汽车零部件供应商 哈曼Harman?会带来哪些影响?


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三星进军车载半导体意味着什么?意味着三星已经在物联网领域的重要组成部分——车联网提前布局了,而车联网本身就是5G通信的重要市场。随着未来无人驾驶、人工智能、城市交通智能管理等一系列领域的飞速发展,车联网在5G通信中的比重将超乎很多人的想象。而三星这个半导体霸主已经将 手机芯片卡位智能手机 的战略 运用到了物联网领域。


如今SOC的发展趋势是:把电路中尽可能多的传统电子元器件的功能也整合囊括到硅基纳米级集成电路中。在通讯终端设备的电路板中,日本、台湾 所擅长的元器件不断被替代挤压,这个趋势将使得5G时代电子市场话语权相比4G时代更加集中在半导体芯片制造巨头手中,三星电子这个半导体芯片巨头将是得天独厚的受益者。


毫无疑问三星会把自家产的品质最好半导体用在自己的手机等移动设备上(还有出价最高的大客户——苹果),把品质校次的半导体卖给其他移动设备厂商。


这次大家对三星的5G布局关注估计是因为6月份三星用Galaxy S8在上海 MWC中国移动展台成功演示4G+技术,这可不是在实验设备上演示哦!这是用商业化的旗舰机演示4G+技术。


在三星创新科技实力与中国移动4G+优质商用网的配合之下,综合运用了多种pre5G技术,如多MIMO(4X4MIMO),高阶调制解调(下行256QAM)以及多载波聚合(3载波)等技术,平均速率可达680Mbps左右,峰值速率最高可达700Mbps以上,是第一代4G终端的7倍左右,已基本达到千兆级的水平。


效果截图如下:

三星的Galaxy S8中的半导体芯片只是代表三星2016年底成型的半导体技术水平,而三星在2017年的半导体技术可谓是飞速发展,无论是DRAM芯片的制造,CPU的制造,NAND芯片的制造,还是射频芯片的制造,三星的优势都在不断叠加,形成马太效应。就连以前在三星半导体垂直整合产业链中不受重视的CMOS摄像感光元件(CIS)部门都抢下了20%的市占率,三星旗舰机S8的摄像头已经开始纷纷装备自家日益成熟的ISOCELL CMOS感光元件:

只要三星决定在CMOS半导体上扩产,其产能潜力是远超过索尼的。


一但三星在堆栈式问题取得突破,索尼的CMOS很难阻挡三星的攻势,因为索尼在半导体制程上相对于三星是完全处于劣势。


总之,在物联网的光学影像传感环节,三星也能做到垂直产业整合。


根据光刻机霸主ASML的订单数据,三星和intel、台积电都将最迟在2018年投入EUV产线,截止2017年第1季度,ASML最新的EUV 光刻机 NXE 3400B已经被三巨头预定了21台。而ASML开发第二代EUV光刻机NXE 3400B 针对的目标就是4nm 制程:

届时,三星在终端硬件和中继硬件上所达到的数据处理速度将远超过2017年6月展示的Galaxy S8。


能够卡位先进制程的厂商只会越来越少,这就是瓦森纳体系下弱肉强食的规律。

关于瓦森纳协定(The Wassenaar Arrangement )体系下的全球半导体产业链,半导体三巨头(三星、台积电、intel)和芯片光刻机霸主ASML,可以详细参考上面这篇文章:为何大陆打击疑似亲绿台企海霸王而不是台积电?


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多数消费者永远是贪婪的,尽管很多网友口头上说性能过剩,但是真到了花钱的时候,都是想着多多益善,都想要最先进的配置。更重要的是,在5G和物联网时代,设备性能可能永远不够用,因为那时设备性能的增长未必会赶得上人类需求的大爆发。


其实,三星很早就已经在5G上进行了成功的实验,三星在5G上的研究始于2008年全球经济危机之前,2013年第一次成功进行数据传输实验:


早在2013年,三星的5G技术就在测试中在28GHz的频段下达到1Gbps的下载速率,而当前的LTE网络数据传输速率为75Mbps。三星技术的理论下载速率将达到10Gbps,在去年10月三星就宣传称这一数字已经达到了7.5Gbps;在这样的速率下,用户只需一秒即可下载一部完整的电影。


三星在5G建设上本就有得天独厚的政治环境优势——韩国的财阀政商体制,三星相比其他通信领域相关企业,有个一关系非常要好的合作电信运营商——SK电讯,SK电讯在韩国处于近乎处于垄断地位,隶属于韩国四大财团之一的 SK集团,同时SK集团也是仅次于半导体三巨头的半导体厂商海力士(Hylinx)的第一大股东。 由于SK集团和三星集团的关系密切,即使海力士和三星电子属于竞争关系,三星电子和海力士仍然在共同垄断的DRAM芯片领域(不是闪存,是内存)共享所有专利,完全不同于AMD和Nvidia的同室操戈。


5G时代中继设备为了实现更强的冗余功能,对于先进制程DRAM芯片的依赖性将更高,DRAM芯片领域的霸主三星又会进一步增加话语权。


下图为三星的DRAM DDR4芯片路线图:

韩国运营商SK电讯 成了三星的绝佳实验平台,三星任何在5G通讯上的创想,都会和SK这个运营合作伙伴展开紧密合作,期间,三星确立了massive mimo,mmWAVE,异构网络等5G技术路线。


到了2015年,三星和SK电讯的5G 同盟已经初见端倪:

随着高通的4G专利在2017~2019年陆续到期,三星身上最后的封印也将逐渐解除。三星在基带整合和 自主GPU上的设计已经准备很多了,以前由于高通的各种专利捆绑和约束协议,导致三星的Exynos芯片的扩展和外售都受到高通各种有形无形的限制或者抽水,三星暂时无法将基带整合 和 自主图形处理器GPU付诸于自己强大的芯片制造能力。但是2年后4G专利一到期,三星将抛开高通。最近三星已经放风了:随时准备生产自主GPU,估计三星在基带上抛开高通就是等着那一纸高通专利过期通知。(笔者怀疑这件事会气得高通将一部分骁龙845芯片制造订单转给台积电)


现在三星已经抢先在massive mimo,mmWAVE上注册专利,高通很难像4G时代那样建立绝对的专利主宰体系了。


在财力上,三星也是远远胜过高通、爱立信,高通和爱立信一年的利润加起来 还抵不上三星电子一个季度的利润,所以,即便在关键专利的收购卡位战上,高通和爱立信也是落于下风的。更别说在芯片制造领域 和三星的巨大差距了。


至于日本厂商嘛,4G时代就与日本没有太多关系,5G就更没日本什么事了。


三星就是踩着日本企业的尸体崛起的,这些日本企业的尸体,中国企业还得再爬一边。


比如那个扭亏无望、大规模裁员的日本屏幕厂商JDI,JDI虽然在OLED时代已经不值一提,但JDI与中国面板厂商的市场冲突面是最大的。


三星的瓦森纳体系地位就是靠半导体芯片垂直产业整合得来的,这条路走到今天被证明是非常正确的,那么三星会接着这条路走下去,继续强化自己的芯片制造能力,不断提升自己在瓦森纳体系中地位。

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三星为何要以 80 亿美元现金收购音响设备和汽车零部件供应商 哈曼Harman?会带来哪些影响?


三星仅以80亿美元就全资收购哈曼国际(Harman)其实是捡了大便宜,作为高端音响领域巨头的 哈曼集团在2016年净利润达到7亿美元,等于说三星这次收购的harman股票市盈率不到12倍,相当划算,这个估值和市盈率可是比绝大多数中国上市公司和日本上市公司都要低。


而且80亿美元(约合550亿人民币)只相当于三星电子一个季度的运营利润,对三星来说根本就不是什么“巨资”,下面新闻是三星电子2017年第一季度的运营利润:

(由于逻辑芯片、内存DRAM芯片、闪存NAND芯片、AMOLED屏幕价格持续上涨,投资机构预计三星电子第二季度利润可能突破100亿美元,超过同期的苹果,三星SDI和三星电机第二季度利润也将大幅上涨。)


三星电子用一个季度的利润就收购了下面这样的音乐品牌树,当然划算。。。。

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起初一些哈曼的股东嫌三星的收购价太低,反对公司高管同三星达成的收购协议,收购案一度差点生变,市场上甚至传出哈曼股东密谋引入白色骑士(white knight)阻止收购的传闻, 有股东甚至向哈曼的CEO提起诉讼,他们认为这是以低于实际价值的价格出售公司, 最保守的传闻也是哈曼集团某些股东私下引入其他公司竞标,希望借此迫使三星提高收购价码:

当时我看到这类新闻时也觉得三星最终可能要提高收购要约价码才能成事。另外,不愿意看到三星收购哈曼的利益相关方太多(后面会谈到),美国反垄断机构也可能介入调查和严格审核。


没想到几个月后 哈曼国际得股东投票赞成三星收购。最终三星仍然以原价80亿美元成功收购高端音响设备制造商哈曼(Harman)。

大家可能会疑问为什么哈曼(Harman)这种拥有先进声学 和电磁技术 的高大上企业的收购案 没有一波三折的竞价剧情,最终只以12倍市盈率(80亿美元)成交,人家万科的“深交所之狼”剧情都上演好多集了。其实最根本原因还是北约缔造的瓦森纳协定 (The Wassenaar Arrangement on Export Controls for Conventional Arms and Dual-Use Good and Technologies) ,哈曼(Harman)集团的声学、电磁学技术和解码技术已经涉及到 情报领域、军事领域 以及枢纽性的重要产业链技术。


这就意味着有资格竞购Harman的买方被局限在一部分国家的一部分财团中,而这些财团中,像三星这样财大气粗的企业就又只剩一小部分了。而且三星发出收购要约时,正值特朗普 当选美国总统、意大利修宪公投失败、土耳其政变,资本市场对全球经济形势观望气息非常浓,敢于使用100%现金大手笔收购的企业真的不多,而三星正是这么一家逆向投资的企业(笔者认为逆向投资是三星在过去10年击垮日本竞争对手的成功经验)。


此外,美国上市公司的很多企业高管都会寻求能够给自己带来更广阔合作空间的新东家,显然,三星的收购能够给哈曼带来双赢(后面会谈到)。


即便如此,三星收购Harman(哈曼)在当时看来还是有些悬念的,经过美国证券交易委员会的监管文件证实,在Harman的股东大会上,70.78%的哈曼普通股股东亲自或通过代理人代表出席。46921832股份赞成收购,2107178股份反对,有431312股弃权。 也就是说假如当时再多出20%的哈曼股东不同意收购,三星的收购案可能就要暂停。


下面谈谈三星为什么要收购哈曼呢?很多媒体人和吃瓜群众第一反应就是汽车,然而笔者认为汽车并不是三星收购哈曼的最直接目的,三星的直接目的和计划是 进一步强化垂直产业整合:


1.三星作为全球半导体三巨头之一,三星集团的真正核心——半导体业务能够借由哈曼在快速增长的汽车半导体市场上进一步扩张地盘,未来哈曼的汽车音响设备和附带设备所用的各种半导体芯片、面板将从三星购买,三星此举将加速挤压汽车半导体领域日本竞争对手的空间,资不抵债的东芝离退市甚至破产又更近了一步,汽车半导体已经是瑞萨、松下、富士通的半导体业务的最后防线了。


下面是哈曼音响设备的客户,其中包括宾利、奥迪、奔驰、宝马、法拉利、捷豹、兰博基尼、路虎等众多豪车品牌:

随着中高端汽车的内饰、娱乐设备的日益复杂化,哈曼的市场前景也是相当好的,在面临先进制程半导体芯片产能日益紧缺的今天,被纳入三星麾下可以确保哈曼音响设备的产能不受半导体市场的剧烈影响(这也是哈曼高管极力推动三星收购哈曼的重要官方理由之一),毕竟先进半导体零部件的采购是高端电子消费品牌的诚信保证的基本条件。


奇怪,笔者怎么突然想起了华为?

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2.强化三星 终端消费部门产品的音乐、娱乐功能,未来三星将能够以较低的成本获得哈曼的音乐设备,比如三星未来的手机将大量整合哈曼集团旗下的耳机,三星将以更低的采购价获得各等级的AKG耳机,并配装到galaxy高端机型上,而且很可能设置高低档宽范围供消费者选配。


加上哈曼各品牌在销售环节获得了三星手机等终端消费品大量的订单需求,在采购环节又得到了三星半导体稳定的零部件供应,整体的采购、生产、运营边际成本将大幅节省。三星获得高品质影响功能的成本进一步下降,无论对哈曼还是三星都是双赢。


三星的galaxy S8手机只是与AKG的整合初试,未来三星会将 哈曼的音响技术整合到手机、VR等移动设备内部去。预计未来苹果、索尼等手机在音乐这个卖点上将面临新的压力,尤其是索尼的移动终端设备,音质是为数不多的卖点了(即便索尼手机仅剩的卖点,也受到很多消费者质疑),索尼手机的未来会更加艰难。


纵观这么多年来三星的资本投入,大多都直接或间接的与半导体芯片有关,三星已经连续三年在的半导体的直接支出上超过100亿美元,三星最在意的还是日益完善的半导体垂直整合产业链,三星也借此不断提升自己在瓦森纳体系中地位。


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发表评论 评论 (1 个评论)

回复 gaoshan 2017-8-21 09:50
荷兰,匈牙利,甚至乌克兰,这些弹丸国家,也都有核心技术,真的就不明白
死都不明白啊

facelist

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GMT+8, 2017-10-22 21:40

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