對三星而言，AI無疑是一個絕佳的發(fā)展風(fēng)口。

　　由于人工智能的快速發(fā)展，尤其是在ChatGPT等生成式AI應(yīng)用的推動下，英偉達、AMD、英特爾及其他一些AI芯片廠商正在大規(guī)模投入，AI芯片的訂單需求與日俱增。憑借在在晶圓制造和2.5D先進封裝上的優(yōu)勢，臺積電占據(jù)主導(dǎo)地位。然而由于訂單的大量涌入，臺積電一家顯然難以獨占如此豐盛的“AI盛宴”。最近有消息稱，GPU芯片巨頭英偉達正在計劃采用雙源方式來確保供應(yīng)鏈穩(wěn)定。這為三星等其他半導(dǎo)體廠商帶來了新的機會。

　　人工智能的鐘聲已經(jīng)為三星敲響，AI芯片有三大核心：封裝、代工、HBM(高帶寬內(nèi)存)。不同于臺積電只有代工和封裝，SK海力士只有存儲的單一戰(zhàn)略，三星則三者兼具。這是三星有別于其他任何一家廠商的獨特優(yōu)勢。三星手握的這“三板斧”，將會是其在接下來AI競爭中的獨特利器。

　　2023年5月10日，三星電子董事長李在镕(右)和英偉達首席執(zhí)行官黃仁勛(左)在美國硅谷的一家日本餐廳會面

　　第一板斧：HBM3

　　在AI時代，HBM(高帶寬內(nèi)存)因其卓越的性能而備受青睞。HBM芯片具備更寬的帶寬，可實現(xiàn)更快速的數(shù)據(jù)傳輸和更大的存儲容量，因此廣泛應(yīng)用于AI服務(wù)器等領(lǐng)域。AI服務(wù)器主要由AWS、谷歌、Meta和微軟等廠商使用，隨著這些公司陸續(xù)推出他們的生成式AI產(chǎn)品，導(dǎo)致AI服務(wù)器需求急劇上升。

　　自2022年起，HBM正式進入AI服務(wù)器領(lǐng)域，帶動HBM模塊市場以指數(shù)級增長，銷量逐漸超過DRAM內(nèi)存模塊。預(yù)計全球HBM需求將在2023年增加60%，可能在2024年再增長30%。

　　在HBM市場中，主要由SK海力士、三星電子和美光這三家公司瓜分。根據(jù)市場研究公司TrendForce的數(shù)據(jù)，SK海力士控制著HBM市場的大約50%，三星的份額為40%，美光科技僅占剩余市場份額的10%，位居第三。但是在AI GPU中使用的主存儲芯片HBM3目前大多數(shù)是由SK海力士提供。去年6月份，SK海力士的HBM3的率先正式量產(chǎn)，這讓SK海力士奪得了先機，供貨給英偉達。目前英偉達GPU中所使用的HBM 90%是由SK海力士供應(yīng)的。

　　三星則有點大意了，HBM市場的份額僅占DRAM市場的1.5%，可能也是因為此原因，三星在HBM上沒有給予足夠的重視。不過隨著其HBM3在今年下半年即將迎來大規(guī)模生產(chǎn)，三星也迎來了上車AI的發(fā)展機會。

　　后知后覺的三星，猶如猛獸蘇醒，正在加速向AI芯片市場進擊。據(jù)三星透露，目前他們已經(jīng)向主要客戶供應(yīng)HBM2、HBM2E以及HBM3(16 GB和12 GB)，來及時提供滿足AI市場需求。其中，尤為值得一提的是，據(jù)悉，三星已經(jīng)向英偉達提供了16G 的HBM3樣品，該內(nèi)存產(chǎn)品相比SK海力士，有更快的速度(6.4Gbps)和更低的功耗。

　　AMD已經(jīng)在其最新的MI300 Instinct APU中嵌入了三星的這款HBM3，在生成式AI領(lǐng)域，AMD也來勢洶洶，這讓三星的HBM3芯片再添了一個強有力的客戶。

　　目前三星的HBM產(chǎn)品主要有：

　　第一代HBM2內(nèi)存，代號Flarebolt;

　　三星電子2018年推出的第二代HBM2內(nèi)存，代號Aquabolt;

　　三星于2020年推出的第三代HBM2E內(nèi)存，代號Flashbolt;

　　Icebolt：這款 HBM3 內(nèi)存最初在原型階段發(fā)布，預(yù)計將于今年晚些時候量產(chǎn)。

　　但這還遠遠不夠，大模型應(yīng)用AI芯片還需要具有更高性能和容量的HBM產(chǎn)品，三星也正在快馬加鞭的生產(chǎn)其更好級別高帶寬內(nèi)存 HBM3P，它的傳輸速度將高達7.2 Gbps，內(nèi)存容量為24G，代號為“Snowbolt”。

　　三星負責(zé)芯片業(yè)務(wù)的設(shè)備解決方案部門總裁兼負責(zé)人 Kyung Kye-hyun 在本月早些時候的公司會議上表示：“我們收到了客戶對我們的HBM3產(chǎn)品的積極回應(yīng)，三星將努力控制一半以上的HBM市場?！比枪具€表示，到2028年，三星的內(nèi)存芯片將成為人工智能超級計算機的“核心”。

　　總之，HBM3將成為三星用來攻占更多AI芯片市場的有力武器。業(yè)內(nèi)專業(yè)人士分析，預(yù)計HBM3銷售將占三星DRAM銷售總額的18%。

　　第二板斧：先進封裝

　　對于AI芯片而言，封裝技術(shù)也是很關(guān)鍵的一環(huán)。臺積電能獨家代工英偉達的A100/H100 GPU芯片，主要是因為CoWoS先進封裝技術(shù)的加持。隨著摩爾定律逐漸受到物理極限的制約，芯片的性能提升不再僅僅依賴于單一芯片的微縮，而是需要與高級封裝技術(shù)相結(jié)合。

　　AI芯片面臨著處理海量數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)，尤其在深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)任務(wù)中，需要快速有效地處理大規(guī)模的計算。通過采用先進封裝技術(shù)，例如CoWoS，可以將不同芯片堆疊在一起，縮短芯片間的距離，提高數(shù)據(jù)傳輸速度，同時減少能量消耗和散熱問題。這種緊密的堆疊結(jié)構(gòu)使得芯片內(nèi)部的通信更加高效，進而顯著提升了AI芯片的整體性能，據(jù)了解，先進封裝技術(shù)能將AI芯片的效能提升50%或更高。

　　說起來，上一次獨攬?zhí)O果手機代工訂單，臺積電就憑借封裝技術(shù)(InFO)贏過三星一次。這一次，臺積電又在AI芯片領(lǐng)域中憑借CoWoS先進封裝技術(shù)上獨領(lǐng)風(fēng)騷。然而，臺積電沒有能力處理這些芯片所需的 2.5D 封裝的所有工作量。臺積電先是產(chǎn)能不夠，將訂單外包給日月光和Amkor等，后為了吃下更多的GPU芯片訂單，臺積電不惜斥資900億元在臺灣新建了一個CoWos先進封測廠。臺積電總裁魏哲家表示，人工智能預(yù)測在未來五年內(nèi)以接近50%的年增長率增長，占臺積電1成的營收。足見AI對臺積電的重要性和吸引力。

　　臺積電在先進封裝業(yè)務(wù)的暫時性產(chǎn)能不足正好給了三星施展拳腳的機會。先進封裝是此前三星忽略的部分，不過這幾年，三星在先進封裝上的步伐飛快，三星還在去年特意成立了先進封裝團隊(AVP)，三星與臺積電在封裝領(lǐng)域的競爭也比較焦灼。

　　在AI芯片中，三星的砝碼是其I-Cube 2.5D封裝。據(jù)三星官網(wǎng)的信息，三星的I-CubeS封裝技術(shù)憑借出色的翹曲控制，即使在使用大型中介層的情況下，也能帶來令人印象深刻的帶寬和令人驚嘆的性能。它的信號損失極低，同時內(nèi)存密度也很高，同時還大大提高了熱效率的控制能力。三星在先進封裝技術(shù)上也具有顯著優(yōu)勢。I-Cube封裝技術(shù)使得三星又多了一個可以攻占AI市場的籌碼。

　　三星在6月27日的晶圓代工論壇發(fā)下豪語，不僅要提升封裝技術(shù)，還要建立相關(guān)生態(tài)體系，擬與臺積電展開封裝大戰(zhàn)。

　　為了拿下英偉達的訂單，據(jù)報道，三星為英偉達制定了獨特的方案，大意是從臺積電購買晶圓，再從三星內(nèi)存部門購買HBM3，最后利用公司的I-Cube 2.5D 封裝，同時三星還將為這項工作特意調(diào)配大量工程師來負責(zé)這一項目。可以說是煞費苦心且誠意十足。消息人士稱，如果通過這筆交易，三星預(yù)計將能拿到英偉達約10%的AI GPU封裝量。接下來的關(guān)鍵就是三星的HBM3和2.5D封裝的質(zhì)量能否復(fù)合英偉達的標準。

　　第三板斧：良率大躍進

　　三星電子在2023年第七屆三星晶圓代工論壇(SFF)上公布了AI時代的代工愿景，三星電子總裁兼代工業(yè)務(wù)主管 Siyoung Choi 博士表示：“三星代工廠始終通過走在技術(shù)創(chuàng)新曲線的前沿來滿足客戶需求，今天，我們相信我們基于環(huán)柵 (GAA) 的先進節(jié)點技術(shù)將有助于支持客戶使用人工智能應(yīng)用的需求。”“確?？蛻舻某晒κ俏覀兇し?wù)最核心的價值?！?/p>

　　而隨著近日三星的良率和制造水平的提升，也讓三星更加有了更大的底氣。Hi Investment & Securities發(fā)表了一份名為《Samsung Foundry》的報告，報告中提到：預(yù)計三星電子4納米工藝良率超過75%，而在今年年初的時候三星4納米良率是50%。3納米工藝良率超過60%。作為對比，臺積電的4納米良率約為80%，3納米良率為55%。相比較之下，三星的4納米良率已經(jīng)近乎達到臺積電的水平，而3納米甚至超過了臺積電。據(jù)businesskorea報道，AMD與三星電子的代工部門舉行了會議，討論生產(chǎn) 4 納米工藝芯片。但是臺積電在3納米業(yè)務(wù)上有蘋果這個大單，臺積電將其3nm晶圓供應(yīng)量的90%供應(yīng)都給了蘋果。但三星并未公布出具有豐厚利潤的客戶，此前三星最早的3納米客戶曝光，中國加密貨幣ASIC芯片廠商比特微采用了三星的3nm GAA工藝。

　　但無論如何，三星的3納米和4納米良率均已超過60%，這意味著，這些制程的生產(chǎn)已經(jīng)達到穩(wěn)定水準。接下來就是慢慢的從臺積電手中搶奪市場份額。

　　三星擁有擊敗臺積電贏得大客戶的“經(jīng)驗”。2015年，三星先于臺積電成功進入14納米工藝，并獲得了蘋果和高通的大部分訂單。但臺積電在7納米以下的超精細制程上領(lǐng)先，此后，三星就一直被臺積電壓著打。據(jù)TrendForce的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2023年第一季度，晶圓代工市場份額中，臺積電以58.5%再次遙遙領(lǐng)先，三星以15.8%位居第二，三星的提升空間還有很大。

　　今年5月，三星半導(dǎo)體部門總裁Kyung Kye-hyun在與大學(xué)生的一次談話中承認，該公司“落后”臺積電最多兩年。這番言論在韓國媒體上廣泛傳播，對于一家長期以其技術(shù)領(lǐng)先地位為榮的公司來說，這是一次罕見的承認。不過他表示:“我們可以在五年內(nèi)超越臺積電。”

　　三星要搶占的可不僅僅是生成式AI芯片的市場，而是整個人工智能市場。今年一季度，三星在芯片業(yè)務(wù)上投資了74億美元，利潤卻驚人的下降了95%，其中一部分就是用于服務(wù)人工智能行業(yè)的。三星正在擴大其其位于首爾以南約40英里的平澤(Pyeongtaek)芯片制造園區(qū)以及德克薩斯州的一家芯片工廠的生產(chǎn)。三星表示，未來20年，它計劃與政府合作，實施一項2300億美元的計劃，在韓國建立一個芯片制造“巨型集群”。

　　結(jié)語

　　綜上所述，對三星而言，AI無疑是一個絕佳的發(fā)展風(fēng)口。特別是在先進封裝和HBM上，三星有著顯著的優(yōu)勢。但是，三星也面臨著來自同行的競爭和市場份額的壓力。不論是機遇還是挑戰(zhàn)，都說明了AI芯片市場的巨大潛力。如何抓住這個風(fēng)口，充分利用自身的優(yōu)勢，克服前進中的難題，是三星在未來幾年中需要重點考慮和努力的方向。