
作者:电子创新网张国斌
在全球半导体行业迈向万亿美元市场规模的道路上,晶圆代工作为关键的产业环节,正经历着前所未有的机遇与挑战。人工智能(AI)、高性能计算(HPC)和汽车电子等领域的爆发式增长,对芯片的性能、功耗和成本提出了多元化且苛刻的要求。
作为全球第二大晶圆代工厂,三星电子正通过一套清晰的“双轨制”技术路线图予以应对:一方面在先进制程(3nm、2nm)上全力推进GAA晶体管技术,以争夺HPC和高端移动处理器的制高点;另一方面,则大力巩固和拓展其在中低压特色工艺,尤其是FD-SOI技术上的独特优势,旨在抢占物联网、可穿戴设备和汽车电子等巨大市场。
在今天开幕的第十届上海FD-SOI论坛上,三星晶圆代工副总裁技术规划部门2主管Taejoong Song分享了三星的代工策略。
一、 市场驱动:AI与低功耗需求并重,代工厂角色愈发关键
Taejoong Song指出当前半导体行业的核心驱动力是人工智能(特别是生成式AI)和自动驾驶(ADAS)。这些应用不仅需要极高的运算速度,更带来了严峻的功耗挑战。正如演讲中所指出的,“低功耗”已成为芯片设计的核心诉求之一。
面对这一趋势,三星清晰地认识到,单一的技术路径无法满足所有场景的需求。到2030年,代工厂市场份额预计将占据整个半导体行业的30%,增长潜力巨大。应用场景也高度分化:高性能计算(HPC)和高端手机:需要最先进的制程技术(如3nm、2nm)来追求极致的性能(PPA)。
汽车、物联网、可穿戴设备:对功耗、成本、集成度和可靠性极为敏感,这恰好为FD-SOI等特色工艺提供了广阔的用武之地。
三星的代工策略正是基于这种市场洞察,构建了覆盖从尖端到成熟节点的全面技术组合。
二、 三星代工技术路线图:先进制程与成熟工艺双线并进
他表示三星的技术布局呈现出清晰的“两条腿走路”的态势:
1. 先进制程:GAA技术引领,FinFET持续优化
在先进制程领域,三星采取激进的策略:3nm GAA(SF³):率先导入全环绕栅极晶体管技术,相较于传统FinFET,在功耗和性能上实现了显著提升,主要面向HPC和AI加速器。
4nm FinFET:作为成熟且具有成本效益的先进节点,通过持续的设计技术协同优化,为移动、HPC和汽车应用提供具有竞争力的PPA。
5nm EUV:作为第一代采用EUV光刻技术的制程,已达到高度成熟,良率稳定。
这一路线图彰显了三星在尖端技术领域与台积电等对手正面竞争的决心。
2. 成熟工艺:FD-SOI成为差异化竞争的战略王牌
在28纳米及以上的成熟工艺节点,三星并未简单地进行“价格战”,而是通过技术差异化创造价值。其中,FD-SOI技术被提升到战略高度。三星拥有业界独一无二的28nm FD-SOI(28FDS) 平台,并在此基础上持续演进至18nm FD-SOI(18FDS) 和18nm FD-SOI+(18FDS+)。
三、 重点分析:三星的FD-SOI代工布局与核心优势
他指出三星将FD-SOI视为满足市场低功耗需求的“绝佳解决方案”,其布局呈现出以下特点:
1. 清晰的技术演进路径,性能持续提升
三星的FD-SOI技术已形成代际迭代,性能增益明确:
28FDS:技术成熟,价值已得到市场验证。其完全耗尽的绝缘体上硅结构,能有效降低漏电,并具有卓越的模拟/RF性能。
18FDS:相较于28FDS,实现了1.25倍的性能提升、功耗降低40%(相当于0.6倍)、面积缩小35%(0.65倍)。这体现了FD-SOI在低功耗和高集成度方面的巨大潜力。
18FDS+:通过持续的流程创新,实现了额外10%的性能提升和30%的功耗降低,将技术优势进一步扩大。
2. 精准的目标市场定位
三星明确将FD-SOI技术聚焦于对功耗极其敏感的应用领域:可穿戴设备:如智能手表、耳机,需要长续航。物联网设备:如传感器节点,要求超低待机功耗。汽车区域控制器:需要高可靠性和低功耗以及其他低功耗计算场景。
这些市场空间巨大且增长迅速,FD-SOI的低功耗、低成本特性恰好与之完美匹配。
3. 构建强大的“SAFE”生态系统
他表示三星深知,一项技术的成功离不开生态系统的支持。为此,三星积极打造其SAFE™合作伙伴生态,联合了EDA工具、IP供应商、设计服务公司和封测厂商。这一举措能显著降低客户采用FD-SOI技术的门槛和设计周期,为客户提供“一站式”解决方案,这对于吸引广大中小型设计公司至关重要。
4. 重视中国市场,寻求本地化合作
他在演讲中特别提到“中国市场有需要低功耗解决方案的应用”,表明三星希望将其FD-SOI技术与中国蓬勃发展的物联网、汽车电子等产业需求相结合,通过与本地合作伙伴的紧密协作,共同提供定制化解决方案,这体现了其策略的灵活性和市场洞察力。
四、 创新与差异化是三星代工策略的核心
通过对三星代工策略的分析,我们可以得出以下结论:多元化技术组合是核心竞争力:三星不再仅仅追求摩尔定律的线性缩放,而是通过“GAA主攻高端,FD-SOI深耕特色”的双轨策略,灵活应对碎片化、多元化的市场需求。
FD-SOI是关键的差异化武器:在成熟工艺节点,FD-SOI是三星实现与竞争对手差异化、避免同质化竞争的战略性技术。其低功耗、低成本和良好的模拟集成能力,在特定市场中构成了强大的“护城河”。
从技术供应商向生态赋能者转型:通过构建SAFE生态系统,三星正从单纯的晶圆制造向提供全方位解决方案的服务商转型,旨在提升客户粘性和整体竞争力。
展望未来,随着AIoT和智能汽车时代的全面到来,对能效比要求极高的芯片需求将持续爆发。三星凭借其在FD-SOI领域的提前布局和持续投入,已经在这一赛道占据了有利位置。其成功与否,将取决于能否持续优化技术、降低成本,并进一步扩大生态系统的影响力,从而在激烈的代工竞争中赢得更多客户的青睐。
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