從零起步到趕日超美,韓國如何制霸全球儲存27年?

從零起步到趕日超美,韓國如何制霸全球儲存27年?

芯東西(公眾號:aichip001)

作者 | 心緣

編輯 | 漠影

全球儲存晶片業正被持續裝進韓企的口袋。

繼最近SK海力士官宣收購英特爾NAND快閃記憶體業務及其位於大連的Fab 68廠後,SK海力士相對薄弱的NAND實力得到進一步補足。

作為全球儲存晶片前年老二,SK海力士一直在老大三星的光環下承壓前行。這兩家韓國公司的版圖,已覆蓋超過72%的全球DRAM市場和超過45%的全球NAND快閃記憶體市場。

憑藉暴利的儲存晶片,三星和SK海力士一路賺得體滿缽滿,不斷擴充疆域、擴大投資,付諸各種努力捍衛這塊血賺的地盤。

回顧韓企儲存晶片上位史,這是一個頗為勵志的故事,在巨頭環伺時另起爐灶,從零技術基礎起步,到技術領先全球,再到用市場手段逼退競爭對手,韓企如何一步步稱霸全球儲存晶片市場?這是一個極其值得分析的經典案例。

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2018年全球半導體細分市場規模分佈:儲存器是全球最大的半導體細分市場。

一、從零,到第一

全球儲存晶片第一的板凳很難捂熱,美國日本各坐了十年左右,而韓國一直坐到今天。

起初英特爾在70年代前後憑儲存器起家,當了十年的儲存器老大;然後80年代日本憑藉集中五家企業的實力集中力量攻關技術,火速攻佔儲存市場,帶領日本半導體走向世界巔峰,甚至一度將美國矽谷企業打得毫無還手之力,英特爾被逼到差點倒閉。

等美國看不慣日本半導體崛起、出手打壓的時候,早已蓄力的韓國三星、SK海力士等企業開始明奪市場,一邊靠逆勢擴張競爭,另一邊積極抱美國大腿。

美韓聯合下,日本半導體兵敗如山倒,日企儲存晶片界僅存的“獨苗爾”必達在2012年宣告破產,被美國美光科技併購。

不過爾必達曾佔有的市場,卻並沒有隨著併購而通通裝進美光的口袋,相當一部分市場被三星和SK海力士進一步蠶食。

從TrendForce資料可以看到,2011年第一季度,全球DRAM市場前五分別是韓國三星、SK海力士、日本爾必達、美國美光科技、中國臺灣南亞科技,兩家韓企合計市佔率約為62.7%,爾必達和美光合佔近1/4的市場。

而到2017年,兩大韓廠DRAM市佔率合計達74.2%,較2011年佔比更大,第三名美光僅佔不到1/5的全球市場。

儲存晶片業務給三星和SK海力士帶來了豐厚的回報。2017年得益於儲存芯片價格持續上漲,三星半導體部門收入首次超過英特爾,成為全球銷售額最高的半導體企業;SK海力士也在同一年營收超過美光,位列全球第三。

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2017年全球半導體企業銷售額TOP10(來源:Gartner)

2019年受儲存芯片價格回落影響,三星、SK海力士、美光等均出現業績下滑,但這並不影響這兩家韓企的半導體銷售額穩居全球前四。

從1993年三星首次登頂起,記憶體產業格局風雲變幻,當年開創DRAM晶片先河的英特爾、德州儀器、IBM等元老在20世紀末退出市場,德企奇夢達、日企爾必達破產,三星、SK海力士、美光三家壟斷超過90%的市場份額。

如今,六大玩家瓜分99%市場的NAND快閃記憶體領域中,排名第六的SK海力士上週又宣佈要收購排名第五的英特爾NAND業務。如果這一交易順利完成,SK海力士有望躍升至NAND市場第二或第三名,而韓企將坐擁全球NAND領域的半壁江山。

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2019年第四季度全球NAND品牌廠商營收排名(來源:行業分析機構DRAMeXchange)

當然了,地位最穩的仍是三星,這家儲存晶片技術和市場都遙遙領先的韓企,已經穩坐全球儲存晶片老大的位置長達27年。

二、暴走三星,自殺式逆襲上位

三星能從零技術背景到成功問鼎全球第一,有幾個因素功不可沒。

首先要有足夠資本擔得起風險。技術研發、規模生產都離不開大量資金投入,尤其在價格下跌、產能過剩的儲存器低谷時期,沒有充足的資金,很難撐過虧損的逆境。

而三星是韓國政府扶持的家族企業,足夠有錢,可以任性。在半導體事業起步階段,三星宛如孤注一擲的賭徒,一邊負債累累,一邊持續進行“自殺式”投資,不斷砸重金研發擴產。

關鍵底氣是核心技術實力過硬。三星就成功走出了一條從技術複製到創新超越的路。

三星1983年剛開始研發DRAM時,沒有任何技術基礎,先是從美日企業購買技術授權,派專家趕赴美日企業學習,進而開發出第一款64KB DRAM,與世界先進技術之間的差距逾4年。

隨後三星從美日網羅大量半導體人才,不顧虧損大力投資技術研發。僅用6年時間,三星便研發出領先全球的16M DRAM,實現技術前進5代。隨後1993年,三星因16M DRAM量產躍居儲存晶片市場第一,從此蟬聯至今。

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韓國三星DRAM技術能力變化過程

擴張儲存器市場,三星有一大殺招——押注逆週期定律當儲存器市場不景氣,其他企業削弱投資、減少生產時,三星反其道而行之,冒著血虧的風險繼續投資和擴大生產規模,透過規模效應壓低成本,進一步加劇行業虧損,逼對手紛紛出局。

這種逆勢擴張策略,三星在20世紀80年代、90年代,以及2008年金融危機前後均曾實施。

經過二十幾年的競爭,記憶體生產廠家從上世紀80年代的四五十家,到2008年僅剩韓國三星與SK海力士、德國奇夢達、美國美光、日本爾必達五家。2008年記憶體價格再次暴跌,幾年後奇夢達、爾必達先後破產,韓企迎來全面勝利。

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2008年金融海嘯後經濟前景未明,三星仍加碼於資本支出與研發費用。

強大的市場調研能力也至為關鍵。三星充分發揮豐富的市場調研能力,將優秀人才提拔為市場調研專員派往各個國家和地區,準確把握市場變化和需求,為經營決策提供參考。

資訊收集帶來的精準資料分析,輔助三星預判到時代更迭帶來的空前機遇。90年代個人電腦(PC)取代大型機成為主流,DRAM需求發生變化,日企陷入創新窘境,被韓企用更加便宜、小巧、方便的技術戰勝。

日企爾必達依然遵照先前的生產邏輯,近乎病態地追求均一性和高成品率,卻忽略了相較於高品質,低成本和高規模才是PC用DRAM的核心競爭力所在。

這給三星等不拘泥於高成本率的韓企一個巨大的機會,三星採取四代產品同時研發的策略,致力於提高生產效率和降低每顆DRAM晶片的成本,至於成品率,提升至能滿足市場需求的水準就足夠了。透過大批次生產廉價DRAM,三星很快在市佔率上超過日企。

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1970-2013年各種機器迭代

除了自己做研發生產,韓企還投資競爭對手。

2017年,日本最大的積體電路公司東芝儲存器是全球第四大儲存晶片巨頭、第二大NAND快閃記憶體晶片巨頭,然而因為東芝集團的鉅額虧損,東芝儲存器被以180億美元賣給美國貝恩資本主導的聯盟,全球第二大儲存晶片商SK海力士也順勢成了東芝儲存器的股東。

如今的三星和SK海力士,坐擁全球最先進的儲存器技術和產能,即便面對不穩定的週期變化,依然能呈現出風雨不動安如山的姿態。

三、角逐中國市場,持續加固優勢

無論是日企趕超美企,還是韓企趕超日企,這些逆襲的故事,都給亟待實現我國半導體產業自主可控的夢想埋下了希望的種子。

作為全球最大的電子產品製造國和全球最大的電子產品消費市場,中國大陸對儲存晶片需求旺盛,且依賴進口的程度仍相當高,為以三星、SK海力士為代表的國際儲存晶片玩家貢獻了相當豐厚的收入。

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2015-2019年間,三星和SK海力士在中國的營收(來源:彭博社)

但當中國資本開始為自主可控爭取更多可能時,韓企的危機意識油然而生。

2015年7月,紫光集團向美國美光提出230億美元的收購邀約,然而美光以擔心被美國政府阻撓為由拒絕了這一交易。

走收購外企的捷徑不成,那就自己造。從2016年起,福建晉華、合肥長鑫、長江儲存三大國產儲存晶片企業均陸續投資發力,砸千億級資金,興建DRAM或NAND Flash晶片生產線。

這令韓企感到空前的警惕。

可以看到,過去幾年,三星、SK海力士正持續採取一些措施來鞏固自己的地盤。

其一,控制產能,避免儲存芯片價格下滑。

韓國儲存晶片巨頭是控制產能、玩價格戰的老手。他們擁有充沛的資金,能遊刃有餘地抵禦市場低迷,還擅長透過控制產量影響市場。

十年前歐盟委員會曾向包括三星、SK海力士、英飛凌、日立、美光在內的10家記憶體製造商開出3.31億歐元罰單,原因就是它們操控了記憶體價格,而美光由於當了汙點證人被免於處罰。

2018年7月,三星被曝透過控制記憶體產能來延緩記憶體降價,外媒Semiwiki報道稱,這一舉措導致一些半導體裝置供應商的裝置出貨量短期內下降了10-25%。2019年三星、SK海力士以及美國美光均考慮透過減產彌補降價損失。

其二,積極在中國大陸建新廠。

2018年3月,三星在西安舉行儲存晶片二期專案開工奠基儀式,總投資額為70億美元,這是三星繼2012年在西安高新區花108億美元投資一期NAND快閃記憶體晶片專案後的又一筆投資。

2019年12月,三星西安快閃記憶體晶片專案二期第二階段80億美元投資啟動,二期專案預計至2021年下半年竣工,建成後將新增月產能13萬片。今年3月,三星西安一期專案在1月、2月實現滿產生產,月產13萬片儲存晶片。

SK海力士早在2005年就在無錫高新區建設了工廠,累計總投資超100億美元。

2017年10月,SK海力士二工廠專案正式簽約,在去年4月正式竣工,預計完全投產後,月產能將提升至18萬片12英寸晶圓,海力士無錫公司也將成為全球單體投資規模最大、月產能最大、技術最先進的10奈米級DRAM產品生產基地。

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SK海力士在無錫的工廠竣工後

不過由於今年疫情影響,三星二期專案和SK海力士的無錫工廠推遲了大約3個星期。

而如果SK海力士能順利收購英特爾NAND快閃記憶體業務,也將把生產非易失性儲存器的大連英特爾工廠一併收之麾下。

其三,拉大技術差距,引入EUV技術。

EUV光刻技術是實現更先進晶片製程的關鍵技術,此前主要被用於生產7nm及以下的邏輯晶片,而今年,三星和SK海力士均釋放了將其引入儲存晶片生產線的訊號。

據韓媒報道,今年8月,三星“平澤2號”半導體工廠已開始運營,將生產全球首個基於EUV的移動DRAM產品。三星電子的一位發言人透露,使用EUV的1a工藝,生產效率是基於12英寸晶圓的1x工藝的兩倍。

SK海力士也在加速推進基於1a工藝的EUV DRAM產品。此前SK海力士已在M16晶片廠園區內安裝了兩臺EUV光刻機,計劃將EUV技術應用於下一代DRAM晶片生產。

一臺EUV光刻機造價超過1億美元,數量又極其稀缺,迄今中國大陸企業產線尚未拿到一臺EUV光刻裝置。如果韓企基於EUV的DRAM產品落地,將進一步拉大與中國大陸企業間的技術差距。

結語:儲存晶片市場競爭門檻升級

如今儲存晶片發展愈發集中,尤其是DRAM記憶體市場,持續向三星、SK海力士、美光三家聚攏。如果SK海力士最終成功收購和吸收英特爾NAND業務,全球儲存晶片市場的大半江山都將成為韓企的囊中之物。

而從歷史經驗來看,爭奪儲存晶片市場將不可避免地需要更多資金的投入,這也意味著未來競爭的門檻進一步增高,其他玩家如想突圍,將面臨技術、成本以及市場的多重競爭。

參考資料:《財報就像一本兵法書》劉順仁;《三星抑制儲存產能賺取高利潤 國產儲存晶片恐被狙擊 》鐵流;《30多年前,日本是如何輸掉晶片戰爭的? 》魔鐵的世界

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