整个 9 月,英特尔一直是人们津津乐道的话题,高通拟收购英特尔,Arm 拟收购英特尔产品部门,英特尔本身的收购讨论频频出现,成为焦点也就不足为奇了。以 9 月底的收盘价计算,英特尔的股价为 23.46 美元。英特尔的市值约为 1000 亿美元,低于英伟达(NVIDIA)的 3 万亿美元,甚至低于 AMD 的 3000 亿美元,因此成为企业收购的目标也在情理之中。
英特尔重新崛起的关键在于英特尔代工厂,尽管英特尔自己宣布将利用Intel 18A工艺推出“Xeon 6”芯片,但与此同时,有报道称Broadcom对其18A工艺表示不满,这也让人难以对英特尔的情况持乐观态度。更重要的是,英特尔的“发布”和“出货”往往不可靠(“Sapphire Rapids”的情况便是一个明显的例子),而且OEM合作伙伴对基于Intel 18A的Xeon 6的系统完全没有进行相关公告,因此可以认为18A的道路仍然充满荆棘。
01、三星对英特尔的困境并不陌生
三星电子(Samsung Electronics),或者说三星电子旗下的三星晶圆代工厂(Samsung Foundry),已经不再对英特尔的困境独善其身。三星电子本身的业绩也不错,10 月 8 日公布的 2024 年第三季度财务指引(财报本身将于 10 月底公布)显示,销售额为 74.07 万亿韩元,营业利润为 10.44 万亿韩元。销售额本身仅增长了9.8%,但营业利润率却从3.6%大幅增至 14.1%。无独有偶,英特尔 2024 年第三季度的业绩尚未公布,但在第二季度,按非 GAPP 计算,营业利润为零,按 GAPP 计算,销售额为 128.33 亿美元,亏损 16.54 亿美元。
不过,三星电子的强劲业绩主要是由内存驱动的,而三星代工厂本身也遇到了各种困难。
02、“SF3”工艺的良率过低
具体来说,三星原本计划即将开始量产的“SF3”工艺,实际上尚未建立起正常的量产体系。根据《韩国时报》9月12日的报道,到2024年第二季度末,SF3的良率低于20%。
宣布开始生产采用 GAA 的 3 nm工艺时的照片;来源:三星电子众所周知,采用GAA(Gate-All-Around)技术的3nm工艺制造难度较大。
实际上,三星首个GAA工艺“3GAE(SF3E)”在2022年首次宣布量产时,良率仅停留在10%左右,尽管在2022年底时,这一良率提升到了约40%。因此,SF3在第一季度的良率仍在10%台阶并不令人惊讶(不过,这不禁让人质疑,SF3E的经验是否得到了有效运用?)。问题在于,第二季度的良率仅略微改善至20%以下,这对于量产工艺而言显然是不合格的。实际上,这也是导致该公司智能手机用“Exynos 2500”工程样品提供延迟的原因之一。结果是,SF3目前完全没有接到订单,这一状况也是情理之中的。
03、建厂计划也面临阴云
这一结果导致三星的Fab计划被迫受到了审查。目前,三星正在韩国平泽建设P4工厂,同时在美国德克萨斯州泰勒也在建设一座工厂。泰勒工厂将专注于逻辑产品,计划生产4nm至2nm工艺,而P4工厂则计划涵盖DRAM、NAND闪存以及4nm至2nm的所有逻辑产品。P4 工厂的建设分为四个阶段:第一阶段专注于NAND闪存,第二阶段为逻辑产品,第三阶段将增设NAND闪存产线和DRAM,第四阶段则计划增设逻辑产线。
此外,三星还计划在平泽建设P5工厂,最初预计在2024年7月底竣工。
然而,截至9月,P5工厂的建设已经中断,预计最早将在2025年1至2月恢复,但更有可能推迟至2026年。至于P4工厂,第四阶段的建设目前完全没有进展,甚至第二阶段也被延后,而第三阶段可能会提前实施。伴随这一变化,从9月起,生产设备制造商接到通知,要求延期交货。现在,预计 P4 工厂将生产 NAND 闪存,然后是 DRAM 和 HBM3e,对它们的需求迫在眉睫。
关于HBM3e,三星已被SK海力士等公司超越,三星在2024年7月底才获得NVIDIA的认证,随后进入量产阶段。值得一提的是,7月底获得认证的是8-Hi(8层)版本,而12-Hi(12层)版本仍在认证中。NVIDIA计划增产下一代GPU“Blackwell”,由于SK海力士的HBM3e供应无法满足需求,NVIDIA预计会向三星寻求补充。此外,AMD的“Instinct”系列、Intel的“Gaudi 2/3”以及其他多家供应商的AI处理器也都在使用HBM3/3e,预计至少到2026年上半年,对HBM的需求将持续。
另外,SK海力士计划在2025年推出8/12-Hi的HBM4,2026年推出16-Hi的HBM4。三星预计会跟进,P4 工厂将为HBM3e和未来HBM4的量产做好准备。
这样做的结果是,逻辑产品的进展被迫推迟。SF3的良率尚未提升,2nm的SF2良率也持续低迷,目前尚无提高的明确途径。不过,三星并没有放弃,仍在努力改善良率,但由于当前的良率无法满足量产需求(即使宣布能够量产,客户也不会选择),在良率得到改善之前,投资量产设备也是徒劳。因此,P4 工厂的第三阶段目前的开始时间仍然未定,进展非常缓慢。
04、美国工厂的情况更为严峻
更具灾难性的是泰勒工厂。该工厂原计划于 2024 年投产,但由于种种原因,投产时间推迟到了 2026 年。这导致原定于2025年开始量产的SF4计划被推迟到2026年下半年。然而,由于判断 "2026 年不太可能有 4nm产品",因此SF4的量产被取消,并将目标锁定在 2nm及更先进的工艺(SF2/SF1.4)。就泰勒工厂而言,与 P4工厂不同的是,它没有生产 DRAM 或 NAND 闪存的计划,因此即使建立了工厂,也没有替代产品可供生产。结果,该公司决定缩减运营并裁员。
2024 年 4 月,美国政府决定根据 CHIPS 法案为泰勒工厂和奥斯汀工厂提供高达 64 亿美元的补贴。其中大部分补贴用于泰勒工厂,该工厂将因提供先进封装以及采用 SF2 或更先进工艺进行生产而获得补贴。然而,目前泰勒工厂唯一有可能进行的就是这一先进封装,但仅为此而运营工厂,实在令人怀疑。
05、部分客户转向台积电
10月的消息显示,一些客户已经转向台积电。根据ZDNet Korea在10月2日的报道,韩国AI处理器开发商FuriosaAI和DEEPX已将其下一代产品的生产从三星转移至台积电。
FuriosaAI的第一代产品“Warboy”使用的是三星的14nm工艺,而第二代“Renegade”则决定采用台积电的N5工艺并使用CoWoS封装。DEEPX的第一代计算机视觉处理器“DX-V1”在三星的28nm工艺下制造,而后续的“DX-V3”则采用了台积电的12nm工艺。顺便提一下,“DX-M1 ”和 “DX-H1 ”这两款更高性能的AI加速器是采用三星的 5 nm工艺制造,但后续产品的生产工艺仍在商议中。
三星的代工业务一直以来在某种程度上充当台积电产能溢出的“接收池”。一个显著例子是NVIDIA。NVIDIA原本希望在台积电生产其消费级“GeForce RTX 3000”系列,但由于当时台积电的N7产能不足,转而选择了基于三星8LPP的8N工艺。而最新的“GeForce RTX 4000”系列则较早确保了产能,最终在台积电的N4基础上使用4N工艺制造。三星显然对这一情况并不满意,因此试图通过抢先量产GAA工艺来破局。
然而,由于GAA工艺的产量问题未能得到有效解决,其代工业务的前景变得不容乐观。尽管与英特尔不同,三星可以依靠DRAM和NAND闪存业务来维持财务健康,但在技术上与英特尔的情况几乎没有太大差别。如果英特尔成功提升Intel 18A的良率并实现量产,三星甚至可能败给英特尔(尽管从Broadcom的情况来看,这一前景尚不明朗)。
根据TrendForce于2024年9月6日的报道,三星电子决定与台积电合作开发无缓存的HBM4芯片。具体而言,三星负责DRAM堆叠的生产,而底层的控制器将由台积电而非三星生产。这一安排无疑体现了三星当前业务所面临的艰难处境。