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【深度】韩国半导体发家史:政府巨额投资 三星“死磕”

·2018-05-06 00:00·老杳吧
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1.韩国半导体产业发家史:政府巨额投资 三星“死磕”;
2.外媒:移动芯片行业霸主高通或许才是最后的赢家;
3.英特尔8个CPU新漏洞 Inter新漏洞怎么解决?;
4.力晶铜锣园区建12寸晶圆厂;
5.物理学家观察到时间晶体的信号
1.韩国半导体产业发家史:政府巨额投资 三星“死磕”;
“芯片国际棋局”系列专题之二

本报记者 周智宇 深圳报道

近来,芯片成为网红、热词,把半导体行业和公司送上风口浪尖。上期全球商业观察我们梳理了国际半导体产业目前的竞争格局,本期继续聚焦半导体产业全球领先的韩国和台湾地区,看看它们发展半导体产业的历程、现状和得失经验。 (李艳霞)

2017年半导体产业缔造了一项新纪录。

国际研究机构Gartner研究总监George Brocklehurst表示,这项记录便是三星将英特尔(52.78, 0.80, 1.54%)挤下全球半导体营收龙头的宝座。英特尔自1992年以来连续25年“全球第一大厂”的名头就此让位。Gartner最新的统计结果显示,2017年全球半导体营收总计4204亿美元,较2016年的3459亿美元增长21.6%。

此外,根据IC Isights等机构的统计数据,从营收来看,全球前三大半导体公司中韩国占据两席,三星、SK海力士分别位居一、三名。三星、SK海力士在2017年营收大增,主要和芯片短缺造成的价格走高有关。

自20世纪80年代三星建立半导体研究与开发实验室起至今,韩国半导体产业发展可谓“励志”。

不到40年的时光中,韩国的半导体产业在起步比美国、日本晚上十几年的情况下,从一片荒芜逐渐生长为半导体产业之林的巨擘,离不开密集的技术援助、政府的强力保护以及企业的“死磕”。

沉淀:“政府+大财团”的模式

韩国的半导体产业以技术引入起步,经过20年左右的沉淀,在芯片设计与加工技术等领域完成了自身技术积累。

1959年,LG公司的前身“金星社”研制、生产出韩国的第一台真空管收音机,这也被认为是韩国半导体产业的起源。但当时的韩国并没有自主生产能力,只能对进口元器件进行组装

20世纪60年代中期开始仙童半导体(Fairchild)和摩托罗拉(Motorola)等美国公司越来越多地投资于东南亚等低价劳动力国家,以降低其生产成本,韩国从这一趋势中获益,但仅停留在经济层面。

OECD(经合组织)在一份报告中指出,对于这些美国投资者的子公司而言,韩国只是“飞地”,对于韩国的技术进步未起到任何作用,“他们只是专门从事简单的晶体管和ICs的组装,用于出口,所需的材料和生产设备都是进口的”。

到了20世纪70年代,三洋(Sanyo)和东芝(Toshiba)等日本公司半导体公司也开始在韩国投资。但直到20世纪80年代初,韩国的半导体工业仍然非常局限,只是一个简单的、劳力密集的组装节点。

随着20世纪70年代外部世界市场环境变化以及韩国工资水平的提高,韩国轻工业产品出口比率大幅下降,外债也上升到危险的水平,韩国经济受到威胁。

为此,韩国政府在1973年宣布了“重工业促进计划”(HCI促进计划),旨在通过重工业和化学工业发展来建立一个自给自足的经济。1975年,韩国政府公布了扶持半导体产业的六年计划,强调实现电子配件及半导体生产的本土化。

韩国政府还组织“官民一体”的DRAM共同开发项目,即通过政府的投资来发展DRAM产业。

在半导体产业化的过程中,韩国政府推进“政府+大财团”的经济发展模式,并推动“资金+技术+人才”的高效融合。在此过程中,韩国政府还将大型的航空、钢铁等巨头企业私有化,分配给大财团,并向大财团提供被称为“特惠”的措施。

《经济学人》在1995年的文章中评论称,20世纪80年代韩国工业的发展得益于HCI促进计划,由于如此庞大的资源集中于少数财团,他们可以迅速进入资本密集型的DRAMs生产,并最终克服生产初期巨大的财务损失。

超越:三星的崛起

1983年是韩国半导体产业的历史转折点。

韩国财团的进入让半导体行业进入大规模集成(VLSI)生产时代,这些包括三星、金星社以及现代公司(后改名为海力士半导体,并被SK集团收购)等企业。这实现了韩国工业的质变——从简单的装配生产到精密的晶片加工生产。

20世纪80年代,三星和现代的财团都在寻找未来的商业领域,最终他们的目标是,从工业基地转型为更具高科技导向的产业。当三星决定通过其电子业务进入大规模集成芯片生产时,现代决定将芯片生产作为实现其向电子产业多样化的一个途径。而随后金星社的加入,让韩国最大的三家财团均参与进VLSI生产。

三星发展半导体产业是一部浓缩的韩国半导体产业发展史。

前三星集团首席执行官李秉哲(Lee Byung Chul)在1983年2月决定对内存芯片生产进行大规模投资。这被认为是一个非常大胆的决定。因为当时韩国仍是一个简单的装配生产基地,1983年,整个半导体生产中晶圆加工的份额也仅为4.3%。

根据三星的官方策略解释,三星电子公司当时遭遇了日本进口芯片的频繁交付问题。以上的所有因素促使李秉哲尝试进入VLSI芯片业务。

三星制定了一个详细的计划,根据这个计划,三星全部半导体产品中大约50%应该是DRAM。通过对精心挑选的DRAM领域关注,实现规模经济和成本的竞争力。

其后,SST国际公司在硅谷成立,成为三星的技术前哨。SST国际公司(与Tristar半导体公司同年更名)为三星的产品开发做出了重大贡献,SST国际公司成功开发的产品会转让给韩国的母公司SST,用于批量生产,这对三星的技术开发起到了至关重要的作用。

1983年,三星在京畿道器兴地区建成首个芯片厂,并开始了接下来的一系列动作。三星电子首先向当时遇到资金问题的美光(47.58, 0.96, 2.06%)(Micron)公司购买64K DRAM技术,加工工艺则从日本夏普公司获得,此外,三星还取得了夏普“互补金属氧化物半导体工艺”的许可协议

在此过程中,三星等韩国公司已逐渐熟悉渐进式工艺创新,加上这些公司逆向工程方面的长期经验,韩国的半导体产业进入了发展的快车道。

在选择DRAM作为主要产品后不久,三星于1983年11月成功研发了64K DRAM。从技术上讲,韩国半导体行业实现了从相对简单的LSI技术到尖端的VLSI技术的重大飞跃。由此,1983年标志着韩国VLSI芯片时代的开始。不可否认的是,在最初阶段,外国技术许可在三星产品开发中发挥了至关重要的作用。

随后,三星电子1984年成立了一家现代化的芯片工厂,用于批量生产64K DRAM。1984年秋季首次将其出口到美国。1985年成功开发了1M DRAM,并取得了英特尔“微处理器技术”的许可协议

此后三星在DRAM上不断投入,韩国政府也全力配合。由韩国电子通信研究所【KIST,由韩国科学和技术部(MOST)管理】牵头,联合三星、LG、现代与韩国六所大学,“官产学”一起对4M DRAM进行技术攻关。该项目持续三年,研发费用达1.1亿美元,韩国政府便承担了57%。随后韩国政府还推动了16M / 64M DRAM的合作开发项目。

1983年至1987年间实施的“半导体工业振兴计划”中,韩国政府共投入了3.46亿美元的贷款,并激发了20亿美元的私人投资,这大力促进了韩国半导体产业的发展。

在1987年,世界半导体市场还出现另一个机会,这源自美国和日本之间的半导体贸易冲突以及随后的政治调控。1985年以后,日本DRAM生产商市场份额的增加,被认为是牺牲了美国生产商的利益,美日之间的贸易冲突日益加剧。

日本首先宣布对外国半导体生产商实施半导体贸易协定(STA),美国政府则于1987年3月宣布了对含日本芯片的日本产品征收反倾销税等报复措施。

最终,日本承诺通过减少DRAM产量来提高芯片价格。但当时美国计算机行业需求增长,导致全球市场上256K DRAM的严重短缺。这为韩国256K DRAM生产商提供了重要的“机会之窗”。

此后韩国一直在赶超。1988年三星完成4M DRAM芯片设计时,研发速度比日本晚6个月,随后三星又趁着日本经济泡沫破裂,东芝、NEC等巨头大幅降低半导体投资时机,加大投资,引进日本技术人员。并于1992年开发出世界第一个64M DRAM,超过日本NEC,成为世界第一大DRAM制造商。

赌徒:逆周期投资

超越日本成为世界第一大DRAM制造商只是三星带领韩国半导体产业迈向世界第一梯队的第一步。

1995年之后,三星多次发起“反周期定律”价格战,使得DRAM领域多数厂商走向破产,并逐渐形成DRAM领域只有几家垄断市场的现状。

集邦咨询拓墣产业研究院研究经理林建宏对21世纪经济报道记者表示,半导体产业每年需投入大量资本支出,用于设备与技术的开发。三星是综合公司型态,即使存储器市场低迷,仍可透过其他事业部门注入资金。这让三星逐步成为半导体产业巨擘。

比如,三星于1984年推出64K DRAM时,全球半导体业步入一个低潮,内存价格从每片4美元暴跌至每片30美分,而三星当时的生产成本是每片1.3美元,这意味着每卖出一片内存三星便亏1美元。

在低潮期,英特尔退出DRAM行业,NEC等日企大幅削减资本开支,而三星却像“赌徒”一般疯狂加码,逆周期投资,继续扩大产能,并开发更大容量的DRAM。

到1986年底,三星半导体累积亏损3亿美元,股权资本完全亏空。但转机却瞬间来到,1987年,日美半导体协议的签署使得DRAM内存价格回升,三星也为全球半导体市场的需求补缺,开始盈利,从逆势中挺了过去。

在1996年至1999年,三星再次祭出“反周期定律”,而彼时日立、NEC、三菱的内存部门不堪重负,被母公司剥离,加上东芝宣布自2002年7月起不再生产通用DRAM,日本DRAM仅剩下尔必达一家。

再如,2007年初,因全球DRAM需求过剩,叠加2008年金融危机,DRAM颗粒价格从2.25美元暴跌至0.31美元。三星却将2007年公司总利润118%用于DRAM扩产,使得DRAM价格接连跌破现金成本和材料成本。

在这样的攻势下,德国厂商奇梦达于2009年初宣布破产,日本厂商尔必达于2012年初宣布破产,三星市占率进一步提升,全球DRAM领域巨头只剩下三星、海力士和美光。

这场价格战的影响仍在持续,DRAM从2016年下半年到2018年一季度,一直处于稳定缺货涨价期中,在此过程中,三星芯片业务销售额达690亿美元,成为全球最大的芯片制造商。

中国半导体投资联盟秘书长王艳辉在5月3日接受21世纪经济报道记者采访时表示,在品牌发展不顺的时候,三星等韩国的企业并未想到要转去做代工,而是继续投入,这是韩国能够出现三星、海力士等全球领先芯片品牌的原因。

如何保持第一梯队优势

王艳辉指出,韩国的半导体产业是从产业转移开端,在政府主导下,发展出自有品牌。

在韩国发展半导体产业的过程中,韩国政府对于产业的支持力度非常强,研发时大力投入,产出后进行保护。

从1990年开始,韩国半导体产业投资兴起。从研发投入来看,1980年时半导体领域研发投入约为850万美元,到1994年时为9亿美元。专利技术也从1989年底的708项上升至1994年的3336项。

1994年,韩国推出了《半导体芯片保护法》。此后,韩国政府还指定芯片产业及技术为影响国家竞争力的核心技术,致力于高度保障技术及产权。

庞大的半导体产业也发展出以三星和SK海力士为龙头,IC制造企业、半导体设备企业和半导体材料企业层层分工,通过外包、代工的方式构建出的庞大半导体产业链,形成了龙仁、化成、利川等等半导体产业城市群,支撑着韩国的半导体产业链。

在韩国的半导体产业进入全球半导体产业的第一梯队后,韩国仍希望保持其自身的优势,不仅通过“BK21”及“BK21+”等计划对大学、专业或研究所进行精准、专项支援。还在2016年时推出半导体希望基金,投资于半导体相关企业,旨在聚焦新技术的开发,尤其是储存新技术方面。

这一系列的政策也基本延续“政府+大财团”的产业政策,鼓励企业及大学间的结合,为芯片产业培养人才,以维持韩国在半导体产业上的优势。 21世纪经济报道
2.外媒:移动芯片行业霸主高通或许才是最后的赢家;
据外媒5月3日报道,随着最近的并购活动激增,政治气候的变化以及公司重要的IP投资组合,高通(52.49, 2.18, 4.33%)公司正准备垄断移动和电信技术。


本周,T-Mobile和Sprint宣布了合并的意向,如果获得批准,将在北美地区创造出仅次于威瑞森(48.19, 0.35, 0.73%)和美国电话电报公司(AT&T)的移动通信运营商。这两家公司打算如何合并他们的基础设施以及建立一个全新的5G网络的技术细节问题还没有完全解决,但高通公司的技术肯定会成为它的核心技术。到目前为止,美国电话电报公司和T-Mobile已经走在了全球兼容性的道路上。美国电话电报公司一直在与全球最大的电信设备制造商华为合作,创建一个全球5G标准。

最近在美国,华为和中兴等公司的销售情况都不太好。尽管高通可能因丢失中兴而面临最初的营收下降,但从长远来看,这对他们来说是非常有利的。事实上,如果华为被禁止在美国做生意,高通将成为世界上最强大的电信和移动设备制造商。这不仅包括那些进入智能手机和移动设备的关键组件的业务线,还包括物联网、云SoC处理、Wi-Fi设备和运营商设备等方面的业务。

如果华为像之前的中兴一样被赶出美国,这就意味着高通技术将为美国的大多数主要运营商及其设备提供动力。高通的骁龙芯片技术将驱动整个美国销售的大部分(或者所有)安卓设备,而且它的射频前端和基带芯片/调制解调器将应用在所有的移动设备上。

苹果(183.83, 6.94, 3.92%)也正对高通提起诉讼,并且打算将其基带移动芯片替换为英特尔(52.78, 0.80, 1.54%),但是英特尔在整体性能和可靠性方面都受到了重大批评。而随着T-mobile和Sprint的合并,苹果将很有可能解决这一诉讼,继续使用高通公司的4G和5G芯片组,以便在美国使用单一组件来聚合运营商。当美国的5G网络基础设施以质量为基础的时候,再去和英特尔做生意其实是没有意义的。而美国电话电报公司也有可能就此放弃其与华为的互操作性和5G网络建设,转而开始与高通展开合作。

高通现在拥有美国电信市场的全部份额,现在它可以在中国生产自己的零部件,并在中国制造自己的手机。就像上世纪90年代那样,台积电(38.59, 0.49, 1.29%)可以制造芯片,夏普或LG可以生产显示器,而且可以在其他地方生产闪存和电池,然后富士康可以做最后的组装。像T-Mobile和威瑞森这样的公司现在也可能会寻求机会建立他们自己品牌的5G兼容智能手机设备,而高通将会作为ODM的主要承包商。

增加高通的行业声望和建立一个新的虚拟垄断并不是唯一的潜在结果。目前,高通和华为已经在为他们的3GPP版本15个5G组件进行互操作性测试,他们表示这些测试的结果都是成功的。从目前看来,高通的5G技术确实对整个移动芯片制造行业带来了巨大的冲击。但随着T-Mobile和Sprint的合并,高通是否将成为移动和电信行业最强大的技术公司?这值得大家拭目以待! 环球网
3.英特尔8个CPU新漏洞 Inter新漏洞怎么解决?;
据iTnews报道,研究人员在英特尔处理器中发现并报告了8个新Spectre式硬件漏洞后,这家芯片巨头面临着提供新安全补丁的困扰。
德国IT网站C'T首先报道了此事,并称其已经从研究人员处获得了全部的技术细节,并进行了验证。此外,英特尔公司也已经证实了这些漏洞的存在,并将其列入“通用漏洞披露”(Common Vulnerabilties and Exposures)中。
新的硬件漏洞已经被命名为“Spectre New Generation”,英特尔认为8个漏洞中有4个有严重威胁,其余的则属于中等威胁。英特尔正在为它们开发补丁。
C'T报道称,其中一个新漏洞比原来的Spectre漏洞更严重,因为它可以用来绕过虚拟机隔离,从云主机系统中窃取密码和数字密钥等敏感数据。不管英特尔的软件保护扩展(SGX)是否启用,Spectre New Generation漏洞都可以被利用。
目前还不清楚ARM架构下的AMD处理器和芯片是否也容易受到Spectre New Generation的攻击。
谷歌Project Zero团队的安全研究人员被认为发现了其中一个Spectre New Generation漏洞。他们可能会在下周发布技术细节,届时将有严格的90天保密期,以给供应商时间解决问题。
对于英特尔及其技术合作伙伴(如微软)来说,应对处理器上的Spectre和Meltdown漏洞始终很困难,因为在应用了微代码补丁后,用户报告系统不稳定,且性能变慢。
这些漏洞源于硬件的设计缺陷,并允许攻击者在内存中读取数据。成千上万的新旧处理器都容易受到漏洞影响。英特尔已承诺重新架构其处理器,以防止再次出现Spectre和Meltdown漏洞。 网易科技
4.力晶铜锣园区建12寸晶圆厂;
【时报-台北电】继内存厂华邦电决定在台南科学园区的高雄园区兴建12吋晶圆厂后,转型为晶圆代工厂的力晶(5346)也打算在新竹科学园区的铜锣园区投资兴建12吋晶圆厂,这也是铜锣园区第一家进驻的半导体制造大厂。

据了解,力晶新厂将不会投入内存生产,而是以逻辑及模拟IC的晶圆代工为主,争取包括电源管理IC或CMOS影像传感器等订单。

力晶曾是台湾最大内存DRAM厂,过去曾大赚也大赔,2012年因DRAM价格崩跌冲击,每股净值变成负数,该年底以每股0.29元下柜。 该公司在下柜后重新调整营运,转型为晶圆代工厂,除了替金士顿及晶豪科等代工DRAM外,也投入LCD驱动IC、电源管理IC、CMOS影像传感器等晶圆代工业务。

力晶自2013年营运转亏为盈以来,已经连续5年维持获利。 该公司去年合并营收达463.05亿元,较前年成长10.7%,平均毛利率年增3.5个百分点达31.7%,税后净利80.80亿元,较前年成长约23.0%,每股净利3.54元,去年底每股净值达15.29元。

力晶继去年恢复配发股利后,董事会日前已决议今年每普通股拟配发1.7元股利,其中包括1.2元现金股利,以及0.5元股票股利。

力晶转型为晶圆代工厂以来,5年来不仅还清近千亿元债务,每年还获利近百亿元。 由于力晶目前产能供不应求,有意在新竹科学园区的铜锣园区投资兴建1座新的12吋晶圆厂,这将是铜锣园区第一家进驻的半导体制造大厂。

新竹科学园区管理局表示,力晶已派人勘查铜锣园区,也提出用地需求,但有污水排放的过滤系统问题待解决,因厂商污水排放到区内污水处理厂的导电度要求标准高,业者纷纷反映需要花费的设备成本高, 目前评估改由园区污水处理厂设置电透析等过滤系统,预计10月才会有结果。 (新闻来源:工商时报─涂志豪/台北报导)
5.物理学家观察到时间晶体的信号
耶鲁大学的物理学家在《Physical Review Letters》和《Physical Review B》期刊上发表了两篇论文,报告观察到了时间晶体的信号。盐或石英之类的普通晶体属于三维有序的空间晶体,其原子排列在空间上具有周期性。时间晶体不同,它的原子自旋是周期性的,先是朝一个方向,然后朝另一个方向,好像有一种脉动力在“翻转”它们。

时间晶体的“滴答”锁定在一个特定频率,即使脉动翻转是不完全的。


科学家是在 2016 年首次识别出时间晶体,他们认为对时间晶体的深入理解有助于改进原子钟、陀螺仪和磁力计,甚至可能还有助于创造出量子计算机。 solidot

文章来源:http://laoyaoba.com/ss6/html/88/n-671388.html

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