垂涎世界龍頭,全球第二大先進晶片製造廠:三星要去哪裡?
晶圓代工業務是晶片產業的一個獨特亮點。記憶體 IC 的價格會因供需而波動,而晶圓代工卻是為每個客戶客製、價格也是個別談判的。三星計畫追趕晶圓代工業的領導者、也就是台灣的台積電。這個計畫涉及數十億美元的投資,不僅會投入最先進製程,還包括一個在美國的新廠。
三星的品牌無處不在。從 Galaxy 手機和智慧電視到洗衣機和冰箱,CNBC 報導,該公司的產品幾乎可以在美國四分之三的家庭中找到。但三星除了小工具和家電以外,還有另一種產品讓其成為全世界最有價值的公司之一。它是全球第二大的晶片製造商,這些晶片正驅動著市面上流行的設備。
三十多年來,三星一直是記憶體 IC 的領導者。但這一市場一直在動盪中。在過去一年,記憶體 IC 價格大幅下跌,預計在本季度內還將下跌多達 23%。今年 4 月,三星第一季財報收益慘淡,獲利跌至自 2009 年以來的最低標。
有鑑於此,三星已減產記憶體 IC 。在同一個領域,最近它的競爭對手美光表示將裁員 15%。
然而,該公司還是在半導體市場的另一隅找到成長,在晶圓代工的業務,為像高通、特斯拉、英特爾(Intel)和 SONY 這樣的大客戶、以及數以千計的較小玩家生產客製化半導體。
三星正在德克薩斯州的泰勒(Taylor)興建一座 170 億美元的半導體製造廠,該公司承諾明年起在該處首度生產美國製的先進晶片。今年 2 月,立法者通過了價值 527億 美元的「晶片法案(CHIPS Act,全稱為 Chips and Science Act)」,開放了像三星這樣的公司申請,預期將會把晶片製造業帶回美國,結束過去 30 年來、市場占比都流失到亞洲的局面。
三星還在其本土韓國增加產能,花費 2280 億美元建造五個新半導體廠聚落,計劃在 2042 年投入使用。
「為什麼他們花錢花了又花、花了又花?」調查與顧問公司 SemiAnalysis 的 Dylan Patel 說。「因為這樣他們才能追得上技術,繼續保持他們的領先地位。」
「我們不會滿足於第二名」
三星是全球「唯三」製造世界上最先進晶片的公司之一,在台積電之後排名第二,超過英特爾。
現在,三星的目標是追上台積電。
「我們不會滿足於第二名」,三星的工廠工程副總 Jon Taylor 受訪表示,「不論是在商業上、或是作為一家公司,三星永遠不會滿足於第二名。我們極度積極」。
公司在 10 月份宣布了一個富有野心的 Road map,追求領先製成的產能增加至 3 倍,並在 2025 年製造先進的 2 奈米晶片,並將在 2027 年進展到 1.4 奈米。
「如果三星達到他們的目標,他們將超越台積電,但這是一個很大的『如果』」。Patel 說。「台積電是唯一一家業界相信會達成 Road map 的公司」。
CNBC 最近成為首度獲准採訪三星 Austin 晶片工廠的美媒,並專訪到三星美國晶片業務負責人 Jinman Han 。
作為 34 年資深員工,Han 在美國的展望同時包括晶圓代工和記憶體 IC 業務。
「我們想成為美國工業的奠基者」,Han 表示。
三星成立於 85 年前,為了在兩次大戰後倖存,該公司從進口食品、到紡織、到零售業、不斷發展多角化。1969 年成立三星電子成立,第一部三星電視於 1972 年推出,兩年後,三星收購了 Hankook 半導體公司。
三星於 1978 年在新澤西州開設了第一個美國辦公室。1983 年,它已經在生產廣泛用於電腦中的 64KB 動態隨機存取記憶體(DRAM)晶片,並且開設了矽谷辦公室。 1988 年,三星推出第一支手機。如今三星是蘋果的競爭對手,也是全世界最大的智慧型手機廠。
「三星在韓國的存在是如此的普及,以至於韓國人把自己的國家叫做三星國」,2020 年出版的《Samsung Rising》一書,作者 Geoffrey Cain 說明 。
繼三星電子在德州 Austin 的首座半導體廠後,德州 Taylor 廠即將投產。這是三星在美國第 3 座晶圓廠,如此三星在奧斯汀的業務完全聚焦在晶圓代工。
地緣政治的拉鋸戰
投資者已經開始回歸。去年,隨著全球科技行業的整體下滑,該股票下跌了近 30%。今年股價上漲了 28%,並在 6 月 5 日在韓國股票交易所創下 52 周新高。摩根史坦利(Morgan Stanley)最近將其列為首選。
這可能反映了中美之間地緣政治、晶片戰爭的最新章節。
今年 5 月,中國禁用美國記憶體大廠美光的產品,這導致三星的股票上漲。美國也開通三星一年的豁免權,允許其在中國經營兩個晶圓廠,盡管後續又在 10 月份禁止許多晶片公司向中國這個全球第二大經濟體出口最先進技術。
三星表示,由於美國市場的需求,它正在 Taylor 廠增加生產能力。目前,超過 90% 的先進晶片都是在台灣製造的。
「將 Taylor 廠列入行列,會增加他們在國內採購晶片的能力,而不必進入他們可能感到不舒服的地區」,三星的 Jon Taylor 說。
在過去的三十年中,美國在全球晶片生產中的佔比從 37% 下降到了僅有 12%。這主要是因為估計顯示,在美國建造和運營新的晶圓廠至少需要比亞洲高 20% 的成本,因為勞動力更便宜、供應鏈更近,而且政府的優惠措施遠高於美國。
「晶片法案正在幫助我們克服亞洲與美國建設成本的差異」,Jon Taylor 說。「接下來將大大改觀」。
如果供應鏈中的更多公司在國內擴大,美國的晶片製造成本也將降低。英特爾正在亞利桑那、俄亥俄和歐洲建設大型新晶圓廠。台積電正在亞利桑那花費 400 億美元建造新的晶圓廠。
三星在 Taylor 工廠的總價 170 億美元當中,有 110 億美元用於機器和設備。這項投資包括由 Applied Materials 製造的晶片建造機,Applied Materials 甫宣布一個在矽谷的 40 億美元的半導體設施建案,這是該地區幾十年來最大的半導體建設案。
電與水
對於三星在德州的擴張,巨大的環境問題日益嚴重。
三星將帶入 Taylor 廠的最昂貴設備,可能是由 ASML 製造、造價 2 億美元的 EUV 曝光機。那是世上僅有能以足夠精密度蝕刻最先進晶片的設備。
每個 EUV 機器的額定功率為約 1 兆瓦,比上一代多 10%。一項研究發現,三星在 2020 年使用了超過整個韓國太陽能、及風力發電量的 20% 以上。
「電力在某種程度上是半導體廠的生命之源」,SemiAnalysis 的 Patel 解是:「過去發生過多次因為停電、使得半導體廠不得不放棄數個月的產量」。
德州的能源網絡大部分與其鄰州隔絕,因此限制了跨州調度電力的能力。2021 年的極端的冬季冰風暴中,電網失能、使數百萬德州人失去電力,造成至少 57 人死亡。
「我已經簽署了 12 項法律,使電力網絡更可靠、更有彈性和更安全」,在 4 月,德州共和黨州長 Greg Abbott 對 CNBC 說。「所以我們絕對可以向任何來到這裡的企業保證,他們將獲得他們需要的電力,而且成本很低」。
水,是晶圓廠的另一大需求。2021 年,三星用了約 380 億加侖的水來製造晶片。然而德州大約 80% 的地區仍然處於乾旱。
「我們有德州水委員會正在處理這個問題,還有我們在本屆會期正在推動的法案,以確保隨著德州人口的增長,我們將能夠滿足不僅是企業,還有我們日益增長的人口的用水需求」,Abbott 說。
三星告訴 CNBC,Austin 廠的目標是在 2023 年重複使用超過 10 億加侖的水。在新的 Taylor 廠,目標則是回收超過 75% 的用水。
最近,科技界的所有炒作都圍繞著驅動 OpenAI 的 ChatGPT 等服務的 AI 模型 。這些應用程序需要更強大的處理器,主要由 Nvidia 製造。
「全球越來越多的人都能製造記憶體 IC 」。Cain 說,「為了保持領先地位,必須深入研究邏輯(半導體)技術」。
Cain 表示他看到三星「更深入地涉足邏輯半導體領域。那也就是 AI 晶片,半導體技術的未來應用」。
當被問及下一步計劃時,三星的 Jon Taylor 表示,該公司計劃最終在德州佔地 1,200 英畝的工廠增加更多的晶片製造能力。
「我們目前只宣布蓋一座晶圓廠,」他說。「但我們還有很多空間。」
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