三星芯片：全线败退

刘绪刚

半导体业观察

原标题：外媒爆锤三星：DRAM、晶圆代工和芯片全线败退
据行业媒体semianalysis报道，三星电子，更确切地说是三星的各个半导体部门，都在火上浇油。在过去十年里，三星处于世界之巅。他们在晶圆代工业中的份额迅速增加，他们曾在代工领域中有着最快的多逻辑节点转换。
三星 LSI 设计团队曾推出过最好的移动芯片，苹果也曾完全依赖三星制造所有关键部件。DRAM方面，三星在生产成本方面更是领先于其他制造商多年。
但现在，这些技术优势都在瓦解。
报道指出，三星电子的文化问题已经动摇了它的核心。三星在技术开发的各个方面都在遭遇下滑，包括他们在历史上击败所有竞争对手的一个领域——DRAM。
他们生产的移动SOC也不再能挤进前3名，甚至被联发科超过。至于代工业务，两个最大的客户接连转投台积电。
有报道甚至指出，称三星代工厂存在谎言和欺骗行为。甚至英特尔刚刚起步的新代工业务，也能够从三星代工那里吸引一两个客户！
需要明确的是，媒体报道的一些细节未经证实，但总体问题是显而易见的。
三星电子显然有问题
这些问题直接源于三星的文化构成。在深入细节之前，我们认为总体趋势是这些问题多年来一直在冒泡，可现如今已达沸点。
首先，让我们先从这个故事中最温和的部分开始。
三星有一项名为“Game Optimizing Service”的服务，它限制了大多数应用程序，除了常见的基准测试，甚至包括 Netflix 和 Instagram 等非游戏应用程序。
诚然，我们并没有意料之外的愤怒，因为 Android OEM在基准测试应用程序上作弊的历史由来已久。由于上述行为，三星正面临集体诉讼。
三星为什么要发起这项“Game Optimizing Service”？
那当然是为了控制热量和功耗，因为过去几代产品的热量和功耗一直很感人。归根到底是因为节点问题已经在三星出现。
追溯到几年前，三星的内部 CPU设计曾因领导不力而失败。三星也曾有一个GPU 团队，但最后解散了。这两个例子说明为什么开发自己的芯片比看起来要困难得多。设计公司和工厂的文化对于成功至关重要。这些天才工程师需要正确的动机、方向和领导力。

在内部 GPU 架构失败后，三星的许多粉丝都对转向采用 AMD 基于 RDNA 的 GPU IP 感到兴奋。这种兴奋是非常短暂的。当前一代Exynos 2200确实引起了与代工和工艺节点相关的问题。其每瓦性能非常糟糕。基于 RDNA 的 GPU 的性能和功耗并不是这款 SOC 的唯一问题。
三星最初计划在全球范围内更广泛地推出 Exynos 芯片。一些分析师和行业出版物甚至预计 Galaxy S22 系列总销量的 60% 将基于 Exynos 2200，40% 将基于 Qualcomm S8G1。
最后，这被证明是无效的，Exynos 的实际占比最终不到 25%。虽然我们认为该计划不会提高到 60%，但我们确实听说三星希望将 Exynos 处理器的份额提高到 40%。数量的不足主要是由于业绩和产量。

据报道，三星的 Exynos 2200 的产量极低。这部分是由于他们使用了 4LPE 节点。该节点在三星的 7/5nm 系列上进行了创新，提供 198nm UHD 单元高度，而之前的节点具有 218nm UHD 单元高度。据传该节点的良率低至 20%。
这些看起来太低了，但我们听说parametric yields是可怕的，即使catastrophic yields 很好。
另一位消息人士告诉我们，最终出货的芯片具有更高的功耗和更低的性能目标，导致大约 80% 的parametric yields 。无论如何，有传言称高管之间达成了协议即使它没有经济或功率/性能意义，也可以运送最新的节点。
在这里，我们需要解析一些名词，所谓catastrophic yield 损失是指晶体管、通孔或金属层部分根本不起作用。Parametric yield是指在这些功能起作用时，参数良率损失，但问题是它是否达到了您的性能、功率、电压等目标。
由于 Exynos 2200 的参数良率如此之低，芯片的目标必须调低。事实上，有传言称三星将 GPU 的时钟频率从计划的1.69GHz 降低到 1.49GHz，最终降低到 1.29GHz。
出现这些问题，并不仅仅归咎于代工厂和 SOC 团队错过了他们的技术目标。但据称，这些不同的单位正在互相指责。三星 LSI（设计）归咎于三星 Foundry，而三星移动则归咎于 S.LSI。
三星 LSI 高管甚至似乎将责任归咎于韩国劳动法的变化。与其在关键时间和让工程师做荒谬的工作，不如将员工每周最多限制在 52 小时。虽然我们听说这并没有得到完全遵守，但它减少了许多三星工程师的过度工作。
三星的抵制如此强烈，以至于甚至有人推动立法放松这些劳动法。
三星半导体的文化已经变得如此有毒，以至于该代工厂甚至据称在产量上撒谎。
韩国媒体报道称，三星正在针对上述问题进行管理审查和审计。这次审查的结果很可能是管理层和团队的改组，类似于去年无线部门的重组。后来的谎言报道甚至更深入地声称三星代工厂在 5nm、4nm 和 3nm 良率上向客户和三星董事长撒谎。鉴于韩国有不少媒体在报道这个事，也有不少当地专家参与进来，这些各种报道似乎相当可信。
我们可以肯定的是，高通对三星很生气。
根据 TechInsights的说法，高通使用了三星 5nm 节点的变体，它被称为 4LPX，而不是像 Exynos 2200 这样更密集的 4LPE 节点。多个消息来源还告诉我们，S888 和 S8G1 处理器的Parametric yield非常差，导致高通需要将这些 SOC 推到更高的功率水平以实现某些性能目标。
虽然报道的高通 S8G1 的良率不如 Exynos 2200 低，但也远远不够。作为旁注，这对高通（和英伟达）来说效果很好。我们被告知这两个客户已经协商支付每个成品芯片而不是每个晶圆制造的费用。
由于 S765G、S780G、S888 和 S8G1 的问题，高通决定完全放弃三星代工的高端 SOC。高通甚至有专门的团队日以继夜地基于台积电的 N4 工艺节点为S8G1+的生产做准备 。
在可预见的未来，S8G2 和未来的高端高通芯片将在台积电上架。尽管近几个月智能手机市场放缓，但由于与高通的份额转移和持续的内容增长，台积电今年和明年仍能保持智能手机领域的增长。
三星移动一直在竞相寻找替代方案，而 S.LSI 部门在智能手机 SOC 上苦苦挣扎。韩国谣言甚至称三星已转向评估 Galaxy A 系列阵容的联发科天玑阵容。
三星移动总裁 TM Roh 博士曾表示，有一种新的应用处理器仅适用于 Galaxy 手机。这很奇怪，因为大多数 S.LSI Exynos SOC 虽然是外部提供的，但基本上是三星 Galaxy 智能手机独有的。这表明三星移动和 S.LSI 之间存在更多的内讧和戏剧性。
三星代工问题更深层次。正如我们去年报道的那样，他们的 3nm GAP 节点的代工产品甚至直到 2024 年才向外部客户发货。3GAE，第一个全环绕 (GAA) 节点，一直在默默地推迟，甚至可能被取消。
据称良率极低。对于任何认为三星可以因为台积电的 N3 问题和 N2 于 2025 年底开始生产赶上台积电的人，你将大错特错了。
三星失误并失去了他们最大的代工客户高通和他们的第二大代工客户英伟达。
不过，三星 LSI 并非完全混乱。他们通过设计精良、价格合理的高效芯片在 5G 基础设施市场获得份额。他们还在现代和大众等信息娱乐系统中赢得了许多汽车领域的胜利。
S.LSI 似乎很适合与客户密切合作，例如在Tensor 智能手机 SOC 上与 Google 合作。尽管取得了成功，但 S.LSI 似乎每一次机会都受挫，因为三星 Foundry 似乎已经让他们失去了下一代Cisco Silicon One 网络 ASIC 的合同，而这已经输给了英特尔！
LSI 多年来一直与特斯拉在自动驾驶/ADAS HW 3.0 方面密切合作。这是特斯拉在三星的协助下共同设计的芯片，双方都为最终的芯片设计贡献了有意义的 IP。这种芯片设计已向特斯拉的车辆运送了数百万个单元。HW 4.0 原定于去年年底投产，但似乎推迟到了今年。除了安霸，特斯拉是 S.LSI/Foundry 唯一的主要外部客户。
LSI 最近还犯了其他错误，例如在图像传感器市场。他们的 ISOCELL 智能手机传感器采用混合粘合的速度很慢，这与自 2017 年以来一直在批量出货的索尼不同。
此外，他们未能在选择在高端使用索尼和在 Omnivision 上使用的中国智能手机制造商中获得份额。独立的摄像头传感器和摄像头属于他们自己的部门，称为三星 NX，但此后也被淘汰了，即使在三星对独立摄像头进行了数十年的投资之后也是如此。
三星 DRAM 灾难
三星电子的摇钱树三星DRAM也并非一帆风顺。5年前，三星在密度、性能、成本结构上无疑要优于美光和SK海力士。在那些日子里，一些估计将它们提前一年半。
现在，尽管与这两个同行相比，三星的数量要大得多，但在其中一些指标上，三星可以说落后于美光和 SK 海力士。三星出于文化问题而在工艺开发方面过于激进的行为是罪魁祸首。

简要介绍一下，随着电容器规模的放缓，DRAM 密度和成本规模大幅放缓。1Xnm 一代是这种大幅放缓的第一个迹象，但从那时起，每个节点的成本扩展只有 15% 左右。
密度增长是如此不温不火，以至于 DRAM 制造商已经转向使用字母作为后缀，而不是像 20nm 之前的一代那样使用数字。相对于成本、功耗和性能方面的竞争，三星在 1Y 代时遥遥领先。
这一切都随着 1Z 代而改变。三星决定在 EUV 采用上非常积极。这是一个自上而下的决定，而不是工程。这些自上而下的决定在三星电子中非常普遍，它们是我们一直指出的文化问题的结果。对于 1Z，三星宣布他们将采用 EUV。这是在大肆宣传和媒体的情况下完成的。三星为这一“成就”感到无比自豪。
三星通过吸收约 50% 的 EUV 工具主导了 EUV 的早期出货量。三星试图将其插入 DRAM 以及他们早期的 7nm 逻辑尝试失败。1Z DRAM 节点从未完全加速。这一趋势在下一代 1 Alpha 节点中继续存在，进一步提高了 EUV 的利用率。据报道，该节点的开发时间更长。虽然三星声称 1 A
lpha 已经量产了很长一段时间，但它仍然没有显着增加。与此同时，SK 海力士和美光已经能够在成本、性能和功率方面赶上他们的 1Z 代，它们没有使用 EUV。

此外，在 1 Alpha 代中，美光仅继续推动 DUV，而 SK 海力士已开始插入 EUV。因此，美光已经在加速 1 Alpha，而 SK 海力士和三星的销量增长却相当不温不火。SemiAnalysis 估计，美光目前在 DRAM 方面具有成本优势，因为能够将其所有产能转移到 1 Alpha 代，并在其整个阵容中实现最佳密度和成本。
三星和 SK Hynix仍然在交付使用非EUV 1Y工艺的第一代DDR5，而美光正在领先竞争，并为第一代 DDR5 交付他们的 1Z 代工艺。此外，美光正在快速跟进第 1 代 Alpha 工艺节点上的第 2 代 DDR5。需要明确的是，EUV 并不是唯一的罪魁祸首，但它是最大的技术差异之一。
这对三星来说是最坏的情况。他们无法提升 1Z。他们一直无法升级 1 Alpha，现在有报道称他们已经取消了下一代 1 Beta 流程节点的开发！其他人报告说，三星通过直接推向 1 Gamma 节点。这个取消报告具有很高的可信度，因为它基于三星一位心怀不满的工程师。他甚至发布了一个关于这个话题的博客！
该工程师已被证实是三星 DRAM 技术开发团队的一员。他写了一封信给三星电子的两位负责人李在镕和首席执行官Kye Hyun Kyung，描述了失败和问题。该博客已被撤下，但韩国媒体从中捕捉到了一些相当令人担忧的引述。
“我听过不少关于“危机”的故事，但我认为这一刻比以往任何时候都更加危险。在接连发生的事件中，最高决策者似乎无法抓住问题的根本原因。”三星 DRAM 技术开发工程师写道。

我们鼓励您检查一下，以真正掌握情况的严重性。对于对自己的工作充满热情的 4 年终身工程师来说，如此肆无忌惮地抨击是一个巨大的危险信号。由于韩国工作文化定义明确的等级方式，因此更是如此。上个月，我们还看到少数三星 DRAM 技术开发人员转移到 SK 海力士。这超过了正常的减员率。
文化问题极大地震撼了三星。尽管三星电子的许多部分仍然是运转良好的执行机器，例如三星显示器、NAND、汽车和网络，但最重要的业务却陷入了困境。这些文化问题最终导致三星失去了在 DRAM 方面的技术和成本优势，在领先的工艺技术竞赛中远远落后于台积电，失去了最大的代工客户，并在智能手机 SOC 设计方面输给了高通和联发科。