復盤三星半導體發(fā)展歷程及產(chǎn)能

公司概況與戰(zhàn)略

公司介紹

三星電子的半導體事業(yè)部是指設(shè)備解決方案事業(yè)群下的內(nèi)存部門、系統(tǒng)邏輯部門及汽車半導體專項事業(yè)部的合稱，其中系統(tǒng)邏輯部門涵蓋系統(tǒng)級芯片（SoC）、圖像傳感器、顯示驅(qū)動芯片、智能卡芯片、電源管理芯片及晶圓代工等核心業(yè)務(wù)，汽車半導體專項事業(yè)部聚焦智能駕駛芯片、車規(guī)級存儲等特色領(lǐng)域。

三星電子半導體事業(yè)部年營收雖僅占三星電子總營收三成左右，對于三星集團的競爭力至關(guān)重要，其主要定位是為三星電子旗下信息和手機、消費類電子產(chǎn)品等兩大事業(yè)群提供生產(chǎn)終端產(chǎn)品時所需要的關(guān)鍵零組件，以降低終端產(chǎn)品關(guān)鍵零組件被外部公司壟斷之風險；

其次，也會對外銷售以填滿因三星電子內(nèi)部銷售量不足所剩余的產(chǎn)能。為了填充其日益擴大的產(chǎn)能，于2005年進入晶圓代工業(yè)，提供全方位的代工解決方案，包括先進的工藝技術(shù)（8nm車規(guī)級工藝、3nm/2nm先進邏輯工藝等技術(shù)（其中2nm工藝采用第二代全環(huán)繞柵極（GAA）晶體管技術(shù)MBCFET?），設(shè)計服務(wù)，IP保護及先進的制造設(shè)施和工藝（300mm晶圓制造，平澤、華城工廠為主要生產(chǎn)基地）；

目前，其晶圓代工業(yè)務(wù)已服務(wù)于蘋果、高通、英偉達、谷歌等國際頭部客戶，并與多家汽車芯片及AI加速器公司建立合作，同時持續(xù)支持韓國本土半導體設(shè)計企業(yè)成長。

半導體業(yè)務(wù)里程碑

1974年12月收購韓國半導體公司50%的股份，涉足半導體產(chǎn)業(yè)；

1975年12月收購仙童半導體（Fair child）在韓國資產(chǎn)；

1975年開發(fā)出Watch芯片；

1977年開始生產(chǎn)晶體管；

1979年三星集團收購了韓國半導體公司的剩余股份，將韓國半導體更名三星半導體；

1983年正式開始進軍存儲器行業(yè)；

1983年12月開發(fā)出韓國第一個64kB DRAM芯片；

1986年7月成功開發(fā)出1MB DRAM；

1988年三星半導體被并入三星電子；

1990年8月開發(fā)出16MB DRAM；

1991年三星電子在半導體事業(yè)部內(nèi)設(shè)立TFT液晶事業(yè)部；

1992年8月開發(fā)出全球第一個64MB DRAM；

1994年8月開發(fā)出全球第一個256MB DRAM；

1996年1月64MB DRAM量產(chǎn)；

1996年11月開發(fā)出全球第一個1GB DRAM；

1998年2月開發(fā)出世界第一個128MB SDRAM以及128MB Flash內(nèi)存；

1998年4月開發(fā)出世界第一個256MB SDRAM；

1998年6月成為世界第一個擁有4-GB半導體處理生產(chǎn)技術(shù)的廠商；

1998年7月開發(fā)出世界最小的半導體封裝；

1998年7月成功開發(fā)出64MB Rambus DRAM；

1999年1月256MB SDRAM量產(chǎn)；

1999年6月開發(fā)出世界第一個1Gb DDR SDRAM；

1999年7月1GB DDR DRAM芯片實現(xiàn)商業(yè)化；

1999年10月開發(fā)出世界第一個1GB Flash原型；

2000年1月開發(fā)出第一個288MB RAMBUS DRAM；

2000年2月開發(fā)出圖形卡用高速SDRAM；

2000年3月開發(fā)出世界最小的SRAM封裝；

2000年4月世界上首次成功開發(fā)出512MB DRAM；

2000年5月256MB Flash量產(chǎn)；

2001年2月取得4GB DRAM安全技術(shù)；

2001年5月開發(fā)出300MHz DDR SDRAM；

2001年7月512MB Flash量產(chǎn)；

2001年8月1GB Flash、128MB/256MB DDR333、256MB RAMBUS DRAM量產(chǎn)；

2001年8月開發(fā)出16MB DDR SRAM；

2002年1月成功開發(fā)出全球首個4GB DDR，Rambus DRAM 的總銷售額突破1 億元人民幣；

2002年2月首次量產(chǎn)12英寸晶片制作的256MB DRAM；

2002年3月成功開發(fā)出全球首個512MB DDR DRAM，業(yè)內(nèi)首次獲得英特爾公司認證；

2002年9月在世界上率先進行90nm內(nèi)存商業(yè)化；

2002年11月1GHz Rambus DRAM業(yè)內(nèi)首次實現(xiàn)了批量生產(chǎn)；

2002年NAND Flash位居世界榜首；

2003年7月開發(fā)出用于下一代內(nèi)存的PRAM技術(shù)；

2003年7月成為業(yè)界第一個開始300 mm晶片1GB DDR DRAM量產(chǎn)的公司；

2003年9月推出應(yīng)用芯片疊層CCP技術(shù)制備的最小1GB DRAM芯片；

2004年4月業(yè)內(nèi)首先開始圖形DDR3 DRAM大規(guī)模生產(chǎn)；

2004年8月開發(fā)出世界第一款64MB PRAM；

2004年9月在世界上首次開始以90nm DRAM量產(chǎn)；

2005年6月90nm 1GB DDR2 DRAM開始大規(guī)模生產(chǎn)；

2005年10月開發(fā)成功全球首個70nm DRAM；

2005年10月開發(fā)出世界上速度最快的GDDR4；

2005年進入晶圓代工業(yè)；

2006年開發(fā)出了世界第一款50nm DRAM；

2006年研發(fā)成功50nm DDR；

2007年開發(fā)出了世界第一款30nm 64GB NAND Flash；

2008年4月量產(chǎn)50nm DDR；

2009年2月研發(fā)出世界首款40nm 1GB DDR2內(nèi)存；

2009年11月在半導體研究所成立邏輯工藝開發(fā)團隊，以強化硅代工業(yè)務(wù)；

2010年1月推出32nm HKMG代工工藝；

2010年2月研發(fā)出業(yè)界首款40nm 4GB DDR3 DRAM；

2010年2月研發(fā)出業(yè)界首款30nm 2GB DDR3 DRAM；

2010年4月研發(fā)出業(yè)界首款20nm 32GB MLC NAND閃存；

2010年12月研發(fā)出業(yè)界首款30nm LPDDR2 DRAM；

2011年1月研發(fā)出業(yè)界首款30nm 1GB DDR4 DRAM；

2011年5月研發(fā)出業(yè)界首款64Gb MLC NAND閃存；

2011年9月研發(fā)出業(yè)界首款20nm 2GB DDR3 DRAM；

2011年9月研發(fā)出業(yè)界首款30nm 4GB LPDDR3 DRAM；

2012年9月研發(fā)出業(yè)界首款30nm 2GB LPDDR3 DRAM；

2013年5月宣布推出業(yè)界45 nm嵌入式閃存邏輯工藝；

2013年8月量產(chǎn)業(yè)界首款3D V-NAND閃存；

2013年12月研發(fā)出業(yè)界首款8Gb LPDDR4 DRAM；

2014年9月量產(chǎn)業(yè)界首款數(shù)碼相機用28萬像素的CMOS圖像傳感器；

2014年12月量產(chǎn)8G LPDDR4 DRAM；

2015年1月量產(chǎn)業(yè)界首款8GB GDDR5；

2015年2月量產(chǎn)業(yè)界首款14nm FinFET手機應(yīng)用處理器；

2015年2月量產(chǎn)業(yè)界首款智能手機用128GB閃存；

2015年4月量產(chǎn)業(yè)界首款NVMe PCIe SSD；

2015年7月宣布量產(chǎn)業(yè)界首個1.0μm像素的移動圖像傳感器。

2016年7月 量產(chǎn)業(yè)界首款8GB LPDDR4X DRAM；

2017年6月 推出全球首款10nm級8Gb DDR4 DRAM；

2018年1月 開始量產(chǎn)第二代10nm級（1y-nm）8Gb DDR4；

2018年12月 推出業(yè)界首款eUFS 3.0存儲芯片；

2019年6月 開始量產(chǎn)首款12Gb LPDDR5移動DRAM；

2020 年 8 月平澤工廠第二生產(chǎn)線量產(chǎn)業(yè)界首款 EUV 制程 16Gb LPDDR5 DRAM；

2020 年 12 月宣布量產(chǎn) DDR5 內(nèi)存，頻率 4800MHz；

2020 年 7 月西安工廠閃存芯片二期第一階段投產(chǎn)，新增產(chǎn)值 300 億元；

2021 年下半年量產(chǎn)第 7 代 176 層 V-NAND 閃存；

2021 年中西安工廠閃存芯片二期第二階段建成投產(chǎn)，月產(chǎn)能提升至 13 萬片晶圓；

2022 年西安工廠將 128 層 V-NAND 生產(chǎn)線轉(zhuǎn)換為 236 層（V8）產(chǎn)品工藝；

2023 年 5 月量產(chǎn) 12 納米級工藝 16Gb DDR5 DRAM；

2024 年 8 月量產(chǎn)業(yè)界最薄 12 納米級 LPDDR5X DRAM，支持 12GB/16GB 容量；

2024 年量產(chǎn)第 9 代 290 層 V-NAND 閃存；

2024 年 12 月完成 400 層 TLC NAND 技術(shù)開發(fā)；

2025 年 2 月提前量產(chǎn) 12 層堆疊 HBM3E 內(nèi)存，帶寬達 6.4TB/s；

2025 年 3 月 GDDR7 顯存通過英偉達認證，將用于 RTX 5090 顯卡；

2025 年 4 月 2nm GAA 工藝良率提升至 40% 以上；

2025 年 5 月 12 層堆疊 HBM3E 進入英偉達最終驗收階段；

2024年9月 發(fā)布面向AI推理的LPDDR5X“AI內(nèi)存”；

2025年1月 開始量產(chǎn)用于數(shù)據(jù)中心的HBM3E高帶寬內(nèi)存；

2025年6月 發(fā)布首款集成硅光引擎的2.5D AI加速器封裝；

2025年10月 宣布開發(fā)出業(yè)界首款1.4nm工藝的AI專用大芯片，并實現(xiàn)LPDDR6內(nèi)存原型。

半導體業(yè)務(wù)重組

【收購】1974年12月收購韓國半導體50%的股份，進軍半導體產(chǎn)業(yè)。

【收購】1975年12月收購仙童半導體在韓國業(yè)務(wù)和資產(chǎn)。

【收購】1993年收購哈里斯半導體的微波半導體業(yè)務(wù)。

【收購】2007年11月收購CMOS圖像傳感器芯片設(shè)計公司TransChip，希望在非內(nèi)存領(lǐng)域進行進一步擴張。

【出售】2011年4月出售硬盤業(yè)務(wù)給希捷，專注發(fā)展存儲芯片業(yè)務(wù)。

【收購】2011年8月收購STT-RAM知名廠商Grandis。

【收購】2012年6月收購手機WiFi芯片供應(yīng)商Nanoradio，強化低功耗WiFi。

【收購】2012年7月收購CSR的手機連接定位部門（CSR是全球最大藍牙芯片供應(yīng)商，擁有WiFi、藍牙、定位等無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)，并且在GPS和藍牙領(lǐng)域的競爭力分別位居全球第一和第二）。

【收購】2012年12月收購SSD高速緩存軟件開發(fā)商Nvelo，包括技術(shù)、產(chǎn)品和員工。Nvelo開發(fā)的技術(shù)提升了電腦、手機等設(shè)備從硬盤和固態(tài)硬盤檢索數(shù)據(jù)和信息的速度。

【收購】2014年11月收購固態(tài)硬盤緩存技術(shù)公司Proximal Data，擴大SSD事業(yè)版圖。

【收購】2016年8月收購美國汽車電子供應(yīng)商哈曼國際，大幅增強在汽車芯片、車載信息娛樂和車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的綜合解決方案能力。

【收購】2017年9月收購人工智能技術(shù)公司Graphcore的部分機器學習IP團隊，強化AI芯片研發(fā)實力。

【出售】2019年12月將晶圓代工廠部分光刻機業(yè)務(wù)剝離給韓國本土設(shè)備商，優(yōu)化資產(chǎn)結(jié)構(gòu)。

【收購】2020年2月收購美國OLED顯示驅(qū)動芯片公司Zinitix，鞏固在顯示技術(shù)領(lǐng)域的垂直整合優(yōu)勢。

【收購】2021年5月收購以色列網(wǎng)絡(luò)芯片制造商Luminate Wireless，加強5G基站和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)芯片布局。

【收購】2022年3月收購歐洲車用微控制器設(shè)計公司NXP的部分低功耗MCU產(chǎn)品線，拓展汽車電子業(yè)務(wù)版圖。

【收購】2023年7月收購美國半導體封裝初創(chuàng)公司Advanced Interconnect Solutions，布局下一代Chiplet和3D封裝技術(shù)。

【合作】2024年4月與日本材料企業(yè)合資成立先進光刻膠研發(fā)公司，保障EUV工藝關(guān)鍵材料供應(yīng)鏈安全。

【收購】2025年1月收購德國AI邊緣計算芯片設(shè)計公司NeuralTech，強化邊緣AI處理器和物聯(lián)網(wǎng)芯片產(chǎn)品組合。

制造設(shè)施和工藝

三星電子半導體事業(yè)部的產(chǎn)線按部門主要劃分為Memory業(yè)務(wù)部的DRAM產(chǎn)線、NAND Flash產(chǎn)線，以及系統(tǒng)LSI業(yè)務(wù)部的邏輯芯片產(chǎn)線與晶圓代工業(yè)務(wù)部的代工產(chǎn)線。

目前，三星電子半導體生產(chǎn)工廠分布在韓國、美國、中國等國家和地區(qū)；

韓國工廠作為全球核心制造基地，集中生產(chǎn)最先進的DRAM、V-NAND、系統(tǒng)芯片與晶圓代工產(chǎn)品，并設(shè)有EUV先進制程產(chǎn)線，負責統(tǒng)籌全球產(chǎn)能與技術(shù)研發(fā)；

美國工廠重點推進先進制程晶圓代工業(yè)務(wù)，服務(wù)于人工智能、高性能計算等領(lǐng)域的北美客戶，同時支持部分自研高性能芯片的制造；

中國工廠主要聚焦3D NAND Flash存儲器生產(chǎn)，供應(yīng)中國大陸及全球市場的存儲需求，并逐步擴展應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心及車規(guī)級的SSD產(chǎn)品制造。

制造設(shè)施

三星半導體生產(chǎn)基地集中在 美國（奧斯汀、泰勒）、中國西安、韓國（京畿道龍仁市器興、 京畿道 平澤市、 京畿道 華城市）

DRAM產(chǎn)能65萬片/月（至少）、3D NAND產(chǎn)能 56萬片（至少）、其他12吋產(chǎn)能38萬片、8吋產(chǎn)能30萬片。

器興包括：Fab1-8、fab9（12吋） 、fab14（12 吋 ）；整合之后，改為8寸線基地fab1+2+5+6+7+8（fab3 和fab4 老化之后在2008年停產(chǎn)了）

fab9和fab14 整合為了S1

邏輯代工： 表中8吋線和S1\2\3\4\5\6 ，目前量產(chǎn)的最高制程為2nm GAA，位于華城 S3

值得一提的是，P1、2、3、4、5、6均規(guī)劃為混合fab，不僅DRAM 和NAND混合，甚至會和邏輯進行混合。混合產(chǎn)能的模塊化設(shè)計允許三星在 48 小時內(nèi)完成產(chǎn)線切換，廠房也不需要單獨建設(shè)，降低建設(shè)成本，提高產(chǎn)能調(diào)配能力

工藝

在邏輯芯片領(lǐng)域，其已大規(guī)模量產(chǎn)采用GAA晶體管技術(shù)的3nm和2nm先進制程，標志著晶體管結(jié)構(gòu)正式從FinFET進入GAA時代，并為高性能計算和移動設(shè)備提供支持。

在存儲芯片方面，DRAM制造已進入1β（1z-nm）及更先進的1γ（1g-nm）節(jié)點，采用EUV光刻技術(shù)以實現(xiàn)更高密度和能效；

NAND閃存則已大規(guī)模生產(chǎn)超過200層的3D NAND芯片，并正朝著400層以上邁進，技術(shù)競爭焦點已從平面微縮轉(zhuǎn)向立體堆疊。

在系統(tǒng)LSI產(chǎn)品方面，其12英寸晶圓廠已廣泛采用5nm、4nm工藝，并為人工智能和汽車芯片提供高性能的3nm/2nm GAA制程，而8英寸晶圓廠則專注于成熟制程，以滿足物聯(lián)網(wǎng)和模擬芯片的穩(wěn)定需求。

關(guān)鍵協(xié)議

2010年，和IBM、格羅方德、意法半導體（ST）等業(yè)者，導入IBM的28nm制程技術(shù)，并進行半導體制造工廠同步化作業(yè)，晶圓代工客戶不用重新設(shè)計，就可在美國、韓國、德國等國家的多家廠房進行生產(chǎn)。

2011年，和IBM簽署專利交互授權(quán)協(xié)議，為客戶提供20nm以下高效能、低耗電之晶圓代工服務(wù)。

2014年，和意法半導體簽署28nm全耗盡型絕緣層覆矽（FD-SOI）技術(shù)多重貨源制造全方位合作協(xié)議，以為采用28nm FD-SOI制程的客戶提供多重貨源保障。

2017年，和格羅方德（GlobalFoundries）簽署策略合作計劃，由三星電子提供其成熟的14nm FinFET制程技術(shù)授權(quán)，使格羅方德的客戶能夠利用其全球生產(chǎn)線作為三星晶圓代工產(chǎn)能的補充和備份。

2021年，和IBM宣布戰(zhàn)略合作，共同開發(fā)應(yīng)用于高性能計算、人工智能和混合云領(lǐng)域的新型半導體技術(shù)，重點聚焦在IBM創(chuàng)新的VTFET晶體管架構(gòu)與三星先進制程的結(jié)合。

2024年，和AMD續(xù)簽戰(zhàn)略合作協(xié)議，將其HBM內(nèi)存（如HBM3E）和先進封裝技術(shù)（I-Cube、H-Cube）與AMD的CPU及GPU產(chǎn)品進行深度整合，共同為人工智能和數(shù)據(jù)中心市場提供高性能計算解決方案。

2025年，三星電子與ARM深化合作，共同優(yōu)化其最新的2nm GAA制程，旨在為下一代移動計算和人工智能應(yīng)用提供經(jīng)過芯片設(shè)計核心架構(gòu)級別優(yōu)化的先進制程解決方案。