對(duì)三星而言，AI無(wú)疑是一個(gè)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(dòng)下，英偉達(dá)、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(jìn)封裝上的優(yōu)勢(shì)，臺(tái)積電占據(jù)主導(dǎo)地位。然而由于訂單的大量涌入，臺(tái)積電一家顯然難以獨(dú)占如此豐盛的“AI盛宴”。最近有消息稱，GPU芯片巨頭英偉達(dá)正在計(jì)劃采用雙源方式來(lái)確保供應(yīng)鏈穩(wěn)定。這為三星等其他半導(dǎo)體廠商帶來(lái)了新的機(jī)會(huì)。

　　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(tái)積電只有代工和封裝，SK海力士只有存儲(chǔ)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(dú)特優(yōu)勢(shì)。三星手握的這“三板斧”，將會(huì)是其在接下來(lái)AI競(jìng)爭(zhēng)中的獨(dú)特利器。

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

　　第一板斧：HBM3

　　在AI時(shí)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(shí)現(xiàn)更快速的數(shù)據(jù)傳輸和更大的存儲(chǔ)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(jìn)入AI服務(wù)器領(lǐng)域，帶動(dòng)HBM模塊市場(chǎng)以指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，銷(xiāo)量逐漸超過(guò)DRAM內(nèi)存模塊。預(yù)計(jì)全球HBM需求將在2023年增加60%，可能在2024年再增長(zhǎng)30%。

　　在HBM市場(chǎng)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(chǎng)研究公司TrendForce的數(shù)據(jù)，SK海力士控制著HBM市場(chǎng)的大約50%，三星的份額為40%，美光科技僅占剩余市場(chǎng)份額的10%，位居第三。但是在AI GPU中使用的主存儲(chǔ)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(jī)，供貨給英偉達(dá)。目前英偉達(dá)GPU中所使用的HBM 90%是由SK海力士供應(yīng)的。

　　三星則有點(diǎn)大意了，HBM市場(chǎng)的份額僅占DRAM市場(chǎng)的1.5%，可能也是因?yàn)榇嗽?，三星在HBM上沒(méi)有給予足夠的重視。不過(guò)隨著其HBM3在今年下半年即將迎來(lái)大規(guī)模生產(chǎn)，三星也迎來(lái)了上車(chē)AI的發(fā)展機(jī)會(huì)。

　　后知后覺(jué)的三星，猶如猛獸蘇醒，正在加速向AI芯片市場(chǎng)進(jìn)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(lái)及時(shí)提供滿足AI市場(chǎng)需求。其中，尤為值得一提的是，據(jù)悉，三星已經(jīng)向英偉達(dá)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(lái)勢(shì)洶洶，這讓三星的HBM3芯片再添了一個(gè)強(qiáng)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(hào)Flarebolt;

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

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

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

　　但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jí)別高帶寬內(nèi)存 HBM3P，它的傳輸速度將高達(dá)7.2 Gbps，內(nèi)存容量為24G，代號(hào)為“Snowbolt”。

　　三星負(fù)責(zé)芯片業(yè)務(wù)的設(shè)備解決方案部門(mén)總裁兼負(fù)責(zé)人 Kyung Kye-hyun 在本月早些時(shí)候的公司會(huì)議上表示：“我們收到了客戶對(duì)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(chǎng)?！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(jí)計(jì)算機(jī)的“核心”。

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

　　第二板斧：先進(jìn)封裝

　　對(duì)于AI芯片而言，封裝技術(shù)也是很關(guān)鍵的一環(huán)。臺(tái)積電能獨(dú)家代工英偉達(dá)的A100/H100 GPU芯片，主要是因?yàn)镃oWoS先進(jìn)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(jí)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(jì)算。通過(guò)采用先進(jìn)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(shí)減少能量消耗和散熱問(wèn)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(jìn)而顯著提升了AI芯片的整體性能，據(jù)了解，先進(jìn)封裝技術(shù)能將AI芯片的效能提升50%或更高。

　　說(shuō)起來(lái)，上一次獨(dú)攬?zhí)O果手機(jī)代工訂單，臺(tái)積電就憑借封裝技術(shù)(InFO)贏過(guò)三星一次。這一次，臺(tái)積電又在AI芯片領(lǐng)域中憑借CoWoS先進(jìn)封裝技術(shù)上獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。然而，臺(tái)積電沒(méi)有能力處理這些芯片所需的 2.5D 封裝的所有工作量。臺(tái)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(tái)積電不惜斥資900億元在臺(tái)灣新建了一個(gè)CoWos先進(jìn)封測(cè)廠。臺(tái)積電總裁魏哲家表示，人工智能預(yù)測(cè)在未來(lái)五年內(nèi)以接近50%的年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，占臺(tái)積電1成的營(yíng)收。足見(jiàn)AI對(duì)臺(tái)積電的重要性和吸引力。

　　臺(tái)積電在先進(jìn)封裝業(yè)務(wù)的暫時(shí)性產(chǎn)能不足正好給了三星施展拳腳的機(jī)會(huì)。先進(jìn)封裝是此前三星忽略的部分，不過(guò)這幾年，三星在先進(jìn)封裝上的步伐飛快，三星還在去年特意成立了先進(jìn)封裝團(tuán)隊(duì)(AVP)，三星與臺(tái)積電在封裝領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)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(lái)令人印象深刻的帶寬和令人驚嘆的性能。它的信號(hào)損失極低，同時(shí)內(nèi)存密度也很高，同時(shí)還大大提高了熱效率的控制能力。三星在先進(jìn)封裝技術(shù)上也具有顯著優(yōu)勢(shì)。I-Cube封裝技術(shù)使得三星又多了一個(gè)可以攻占AI市場(chǎng)的籌碼。

　　三星在6月27日的晶圓代工論壇發(fā)下豪語(yǔ)，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(tái)積電展開(kāi)封裝大戰(zhàn)。

　　為了拿下英偉達(dá)的訂單，據(jù)報(bào)道，三星為英偉達(dá)制定了獨(dú)特的方案，大意是從臺(tái)積電購(gòu)買(mǎi)晶圓，再?gòu)娜莾?nèi)存部門(mén)購(gòu)買(mǎi)HBM3，最后利用公司的I-Cube 2.5D 封裝，同時(shí)三星還將為這項(xiàng)工作特意調(diào)配大量工程師來(lái)負(fù)責(zé)這一項(xiàng)目?？梢哉f(shuō)是煞費(fèi)苦心且誠(chéng)意十足。消息人士稱，如果通過(guò)這筆交易，三星預(yù)計(jì)將能拿到英偉達(dá)約10%的AI GPU封裝量。接下來(lái)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(dá)的標(biāo)準(zhǔn)。

　　第三板斧：良率大躍進(jìn)

　　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(shí)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(guò)走在技術(shù)創(chuàng)新曲線的前沿來(lái)滿足客戶需求，今天，我們相信我們基于環(huán)柵 (GAA) 的先進(jìn)節(jié)點(diǎn)技術(shù)將有助于支持客戶使用人工智能應(yīng)用的需求?！薄按_?？蛻舻某晒κ俏覀兇し?wù)最核心的價(jià)值。”

　　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(bào)告，報(bào)告中提到：預(yù)計(jì)三星電子4納米工藝良率超過(guò)75%，而在今年年初的時(shí)候三星4納米良率是50%。3納米工藝良率超過(guò)60%。作為對(duì)比，臺(tái)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(dá)到臺(tái)積電的水平，而3納米甚至超過(guò)了臺(tái)積電。據(jù)businesskorea報(bào)道，AMD與三星電子的代工部門(mén)舉行了會(huì)議，討論生產(chǎn) 4 納米工藝芯片。但是臺(tái)積電在3納米業(yè)務(wù)上有蘋(píng)果這個(gè)大單，臺(tái)積電將其3nm晶圓供應(yīng)量的90%供應(yīng)都給了蘋(píng)果。但三星并未公布出具有豐厚利潤(rùn)的客戶，此前三星最早的3納米客戶曝光，中國(guó)加密貨幣ASIC芯片廠商比特微采用了三星的3nm GAA工藝。

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

　　三星擁有擊敗臺(tái)積電贏得大客戶的“經(jīng)驗(yàn)”。2015年，三星先于臺(tái)積電成功進(jìn)入14納米工藝，并獲得了蘋(píng)果和高通的大部分訂單。但臺(tái)積電在7納米以下的超精細(xì)制程上領(lǐng)先，此后，三星就一直被臺(tái)積電壓著打。據(jù)TrendForce的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年第一季度，晶圓代工市場(chǎng)份額中，臺(tái)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(mén)總裁Kyung Kye-hyun在與大學(xué)生的一次談話中承認(rèn)，該公司“落后”臺(tái)積電最多兩年。這番言論在韓國(guó)媒體上廣泛傳播，對(duì)于一家長(zhǎng)期以其技術(shù)領(lǐng)先地位為榮的公司來(lái)說(shuō)，這是一次罕見(jiàn)的承認(rèn)。不過(guò)他表示:“我們可以在五年內(nèi)超越臺(tái)積電?！?/p>

　　三星要搶占的可不僅僅是生成式AI芯片的市場(chǎng)，而是整個(gè)人工智能市場(chǎng)。今年一季度，三星在芯片業(yè)務(wù)上投資了74億美元，利潤(rùn)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(kuò)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(lái)20年，它計(jì)劃與政府合作，實(shí)施一項(xiàng)2300億美元的計(jì)劃，在韓國(guó)建立一個(gè)芯片制造“巨型集群”。

　　結(jié)語(yǔ)

　　綜上所述，對(duì)三星而言，AI無(wú)疑是一個(gè)絕佳的發(fā)展風(fēng)口。特別是在先進(jìn)封裝和HBM上，三星有著顯著的優(yōu)勢(shì)。但是，三星也面臨著來(lái)自同行的競(jìng)爭(zhēng)和市場(chǎng)份額的壓力。不論是機(jī)遇還是挑戰(zhàn)，都說(shuō)明了AI芯片市場(chǎng)的巨大潛力。如何抓住這個(gè)風(fēng)口，充分利用自身的優(yōu)勢(shì)，克服前進(jìn)中的難題，是三星在未來(lái)幾年中需要重點(diǎn)考慮和努力的方向。