三星和英特爾的日子這兩年都不太好過。

三星2023年財(cái)報(bào)中，該年?duì)I業(yè)利潤(rùn)為6.54萬億韓元，比上財(cái)年減少85%，利潤(rùn)水平創(chuàng)下了15年來新低，尤其是三星的半導(dǎo)體部門，雖然在第四季度虧損收窄，但2023年三星半導(dǎo)體業(yè)務(wù)全年虧損仍高達(dá)14.88萬億韓元，作為對(duì)比，2022年同期盈利23.82萬億韓元，差距高達(dá)近40萬億韓元。

隔壁英特爾也沒好到哪里去，英特爾2023年?duì)I收為542.3億美元，較2022年的630.5億美元下跌14%，凈利潤(rùn)為16.89億美元，相較2022年的80.14億美元暴跌78.92%。

要知道，三星和英特爾在進(jìn)入最近幾年，一直在半導(dǎo)體市場(chǎng)里爭(zhēng)著第一和第二的位置，兩位當(dāng)了二十余年的霸主，如今卻好像走在一條下坡路上。

是半導(dǎo)體下行周期使然，還是挑戰(zhàn)者在撼動(dòng)它們?cè)?jīng)牢不可破的城墻呢？還是半導(dǎo)體龍頭這個(gè)位置已經(jīng)被“詛咒”了？

AMD和英特爾

對(duì)于AMD來說，21世紀(jì)的頭十年表現(xiàn)得喜憂參半。

在AMD第二任CEO魯毅智的主導(dǎo)下，AMD選擇了自研AMD64架構(gòu)，并于2003年推出面向服務(wù)器和工作站的Opteron (皓龍) 處理器、面向臺(tái)式電腦和筆記簿電腦的AMD速龍64處理器以及提供影院級(jí)別計(jì)算性能的速龍64 FX處理器，由于英特爾在安騰（Itianium）架構(gòu)的判斷失誤，AMD一度在和英特爾處理器的競(jìng)爭(zhēng)中占得上風(fēng)。

但也是在魯毅智的主導(dǎo)下，2006年，AMD宣布以54億美元（以42億美元現(xiàn)金和5700萬股AMD普通股）并購(gòu)顯卡廠商ATI，AMD市值此時(shí)市值僅有88億美元左右，為了湊夠42億美元現(xiàn)金，AMD還向摩根士丹利舉債借了25億美元，最終完成了這筆龐大的收購(gòu)。

CPU+GPU的未來愿景看似美好，但勢(shì)單力薄的AMD很快就遇到了大難題，一邊是英特爾，一邊是英偉達(dá)，兩線作戰(zhàn)的AMD根本無力招架來自這兩家的迅猛攻勢(shì)，變賣各種部門，出售晶圓廠， K10、推土機(jī)、打樁機(jī)、壓路機(jī)，各類CPU架構(gòu)層出不窮，但一直難有起色。

AMD的衰落，讓英特爾過上了好日子。2006年，AMD處理器在x86服務(wù)器市場(chǎng)的份額曾達(dá)25%，但到2014年，已縮減到不足3%，而英特爾此時(shí)幾乎壟斷了整個(gè)服務(wù)器市場(chǎng)。至于消費(fèi)端，英特爾也占據(jù)了移動(dòng)電腦芯片90%的市場(chǎng)份額，桌面電腦芯片83%的市場(chǎng)份額。

從2007年到2016年這十年時(shí)間，是英特爾大把收錢的時(shí)期，不管是毛利率還是凈利率都高于英偉達(dá)與AMD，這還是建立在它的營(yíng)收規(guī)模遠(yuǎn)大于其他兩家的基礎(chǔ)之上的，雖然英特爾錯(cuò)過了手機(jī)芯片的風(fēng)口，但它似乎光靠服務(wù)器和消費(fèi)市場(chǎng)，就已經(jīng)能高枕無憂。

2009年至2012 年，英特爾在CPU方面大發(fā)神威，基本上將AMD趕出了服務(wù)器市場(chǎng)，英特爾也因此獲得了巨大的定價(jià)權(quán)和利潤(rùn)權(quán)，OEM廠商們只能看英特爾的臉色過活。

這種躺著數(shù)錢的生活固然美好，但也帶來了新的問題，一旦有具備優(yōu)勢(shì)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手出現(xiàn)，被英特爾視為錢袋子的OEM就會(huì)轉(zhuǎn)投另一家廠商，這一伏筆早已埋下，即使英特爾沒有犯下10nm和7nm制程工藝上的失誤，高達(dá)97%的服務(wù)器市場(chǎng)份額也不會(huì)保持更長(zhǎng)時(shí)間。

2017年2月22日，AMD新任CEO蘇姿豐在發(fā)布會(huì)上公布了自K8時(shí)代之后最令人印象深刻的處理器——銳龍，其中包括 1800X、1700X 和 1700三款處理器，在消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)打響了第一槍，雖然它們的性能沒有完全趕上英特爾，但卻有一個(gè)英特爾無法比擬的優(yōu)點(diǎn)——便宜，相同定位的銳龍只賣酷睿的一半價(jià)格，試問又有哪一位消費(fèi)者不會(huì)心動(dòng)呢？

同樣的情況出現(xiàn)在了服務(wù)器市場(chǎng)當(dāng)中，AMD在2017年6月正式發(fā)布了面向服務(wù)器市場(chǎng)的第一代EPYC（霄龍）處理器，憑借多核設(shè)計(jì)、PCIe 擴(kuò)展選項(xiàng)以及原始內(nèi)存帶寬等優(yōu)勢(shì)，一掃此前在服務(wù)器市場(chǎng)的陰霾。

相較于紙面上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，主要 OEM 廠商在展會(huì)上對(duì) AMD EPYC 的堅(jiān)定支持，才讓更多人意識(shí)到，服務(wù)器市場(chǎng)的風(fēng)向變了。蘇姿豐在發(fā)布會(huì)上與惠普?qǐng)?zhí)行副總裁兼總經(jīng)理 Antonio Neri 共同展示了基于EPYC的新型惠普服務(wù)器以及與英特爾 Xeon 平臺(tái)相比在云服務(wù)、軟件定義存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分析方面的具體優(yōu)勢(shì)。

此外，戴爾/EMC服務(wù)器總裁兼總經(jīng)理 Ashley Gorakhpurwalla與AMD企業(yè)、嵌入式和半定制部門高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理 Forrest Norrod還共同推出了戴爾/EMC PowerEdge 服務(wù)器，并展示了 AMD 的一些新安全加密虛擬化技術(shù)，以及 EPYC 在戴爾/EMC 第 14代PowerEdge 服務(wù)器中具有更高核心數(shù)和更靈活擴(kuò)展選項(xiàng)的單插槽服務(wù)器優(yōu)勢(shì)。

不僅是惠普和戴爾，AMD還獲得了獨(dú)立硬件和軟件供應(yīng)商的支持，如 SuperMicro、Xilinx、VMWare、Red Hat 和 Microsoft等也都紛紛加入其中，AMD從這場(chǎng)發(fā)布會(huì)開始，正式打響了服務(wù)器領(lǐng)域的反擊戰(zhàn)。

對(duì)英特爾來說，這幾乎是一個(gè)死局，在先進(jìn)制程和移動(dòng)市場(chǎng)上的失利雖然讓它感覺有些不爽，但在服務(wù)器市場(chǎng)上的節(jié)節(jié)敗退，才讓這位霸主真正感受到了痛徹心扉。

2021年2月，帕特·基辛格上任英特爾第八任CEO，經(jīng)歷了創(chuàng)始人戈登-摩爾（Gordon Moore）和安迪-格魯夫（Andy Grove）的他是一位技術(shù)老兵，他曾在英特爾推動(dòng)了關(guān)鍵行業(yè)技術(shù)（如 USB 和 Wi-Fi）的創(chuàng)造，還在酷睿和至強(qiáng)系列中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

他提出了在四年內(nèi)實(shí)現(xiàn)五個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)的目標(biāo)，未來將和臺(tái)積電和三星在先進(jìn)制程代工市場(chǎng)中展開競(jìng)爭(zhēng)，甚至可能有機(jī)會(huì)占據(jù)較大份額，但對(duì)于英特爾來說，隨著AMD和Arm的崛起，以及更多云服務(wù)廠商選擇自研芯片，過去它在服務(wù)器市場(chǎng)里躺著賺錢的時(shí)光，注定只能成為一種美好回憶。

現(xiàn)在的英特爾，想要恢復(fù)往日的輝煌，只能把希望寄托于AMD、英偉達(dá)和臺(tái)積電等對(duì)手的集體衰落，但這顯然是不可能的，即便是恢復(fù)該有的營(yíng)收和盈利水平，也要付出更多的努力才行，就像數(shù)年前的AMD一樣，英特爾也要走一條漫長(zhǎng)而又痛苦的荊棘之路。

三星和海力士

對(duì)比英特爾，三星半導(dǎo)體的業(yè)務(wù)要顯得更加駁雜，從手機(jī)處理器到代工廠，從影像傳感器到DRAM和NAND，龐大的帝國(guó)讓它一度超越英特爾，問鼎全球半導(dǎo)體市場(chǎng)。

如今的它卻節(jié)節(jié)敗退，甚至在內(nèi)存市場(chǎng)上險(xiǎn)些被SK海力士所超越，這背后當(dāng)然有很多因素影響，如5nm制程代工的萎靡，以及獵戶座處理器設(shè)計(jì)的失敗，但最致命的恐怕還是HBM。

HBM的歷史可以追溯到十多年前，AMD在收購(gòu)ATI后，開始研究更先進(jìn)的顯存技術(shù)，當(dāng)時(shí)的GDDR陷入到了內(nèi)存帶寬和功耗控制的瓶頸，而AMD就打算用先進(jìn)的TSV技術(shù)打造立體堆棧式的顯存顆粒，讓“平房”進(jìn)化為“樓房”，通過硅中介層讓顯存連接至GPU核心，最后封裝到一起，實(shí)現(xiàn)顯存位寬和傳輸速度的提升。

當(dāng)時(shí)AMD的合作伙伴就是SK海力士，經(jīng)過多年研發(fā)后，兩家廠商聯(lián)合推出了初代HBM產(chǎn)品，這一產(chǎn)品也被定為了JESD235行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，初代HBM的工作頻率約為1600 Mbps，漏極電源電壓為1.2V，芯片密度為2Gb（4-hi），帶寬達(dá)4096bit，遠(yuǎn)超GDDR5的512bit。

新技術(shù)的誕生并非一帆風(fēng)順，AMD后續(xù)在消費(fèi)端顯卡里取消了HBM顯存，而海力士也沒有因?yàn)檫@一新內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)而獲利，此時(shí)三星卻找到了機(jī)會(huì)，通過這一通用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，三星成為了英偉達(dá)Tesla P100顯卡中HBM2顯存的供應(yīng)商，這也成了三星的高光時(shí)刻之一。

但三星在HBM上的優(yōu)勢(shì)并未保持多久，2021 年 10 月，海力士率先量產(chǎn)HBM的第四代產(chǎn)品——HBM3，截至目前，SK海力士幾乎包攬了英偉達(dá)的HBM3的供應(yīng)，曾經(jīng)更快量產(chǎn)HBM2的三星，卻還沒有明顯的HBM3的供應(yīng)表現(xiàn)。

問題出在了哪里呢？

原來在HBM這項(xiàng)技術(shù)上，三星和SK海力士各自采用不同的封裝方法。SK的選擇是回流焊成型底部填充 (MR-MUF) 方法，在烤箱中同時(shí)烘烤所有層，而三星則采用了熱壓縮非導(dǎo)電膜 (TC NCF) 技術(shù)，在每層之間用薄膜堆疊芯片。

SK海力士的 MR-MUF 技術(shù)可一次性封裝多層 DRAM。在 DRAM 下方，有用于連接芯片的鉛基“凸塊”，MR 技術(shù)涉及加熱并同時(shí)熔化所有這些凸塊以進(jìn)行焊接。連接所有 DRAM 后，將執(zhí)行稱為 MUF 的工藝來保護(hù)芯片，通過注入一種以出色的散熱性而聞名的環(huán)氧密封化合物來填充芯片之間的間隙并將其封裝起來，然后通過施加熱量和壓力使組件變硬，從而完成 HBM。SK海力士將此過程描述為“像在烤箱中烘烤一樣均勻地施加熱量并一次性粘合所有芯片，使其穩(wěn)定而高效?！?/span>

三星的TC NCF被稱為“非導(dǎo)電薄膜熱壓”，與MR-MUF略有不同。其每次堆疊芯片時(shí)，都會(huì)在各層之間放置一層非導(dǎo)電粘合膜。該膜是一種聚合物材料，用于將芯片彼此隔離，并保護(hù)連接點(diǎn)免受沖擊。三星逐步降低了 NCF 材料的厚度，將其降至12層第五代 HBM3E的7微米 (μm)。三星表示：“這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以最大限度地減少隨著層數(shù)增加和芯片厚度減小而可能發(fā)生的翹曲，使其更適合構(gòu)建更高的堆棧?！?/span>

但三星顯然出現(xiàn)了判斷失誤，TC NCF遠(yuǎn)不如MR-MUF來得穩(wěn)定，據(jù)海外分析師表示，三星HBM3芯片的生產(chǎn)良率約為10%~20%，而SK海力士的HBM3良率可達(dá)60%~70%。

也有業(yè)內(nèi)人士表示：“三星似乎在用于 HBM 封裝的 TC-NCF 工藝中面臨產(chǎn)能問題，僅僅因?yàn)樗麄冊(cè)趦?nèi)存半導(dǎo)體領(lǐng)域的主導(dǎo)地位，就認(rèn)為他們的技術(shù)天生就適用，這種想法已經(jīng)過時(shí)了。三星的HBM3E樣品的功耗是SK海力士的兩倍多，這些問題導(dǎo)致人們批評(píng)其性能相對(duì)于功耗太低?！?/span>

而路透社在5月24日?qǐng)?bào)道也印證了這些問題，據(jù)知情人士稱，三星最新的HBM芯片尚未通過英偉達(dá)的測(cè)試，原因是存在發(fā)熱和功耗問題。這些問題不僅影響到了三星的 HBM3 芯片，也影響到這家韓國(guó)科技巨頭打算在今年推向市場(chǎng)的HBM3E 芯片。

韓國(guó)成均館大學(xué)化學(xué)工程系的權(quán)錫俊教授表示：“TSV（硅通孔）對(duì)于8層及以上的HBM封裝至關(guān)重要，但三星尚未妥善管理這一級(jí)別的量產(chǎn)質(zhì)量控制，導(dǎo)致即使在12層時(shí)也會(huì)出現(xiàn)預(yù)期的挑戰(zhàn)?！彼a(bǔ)充道， “盡管三星的 TC-NCF 系列在理論上隨著多層的改進(jìn)而有所改善，但實(shí)現(xiàn)高良率封裝仍然具有挑戰(zhàn)性，尤其是在更高的層數(shù)中?！?/span>

在市場(chǎng)判斷上的失誤很容易解決，但在技術(shù)路線上的失誤恐怕就沒那么容易糾正了，這也可能是三星5月21日宣布半導(dǎo)體部門緊急換帥的原因之一，新任負(fù)責(zé)人全永鉉之前就處理過SDI在三星Note7手機(jī)電池發(fā)熱起火的危機(jī)，讓有半導(dǎo)體經(jīng)驗(yàn)的他來當(dāng)救火隊(duì)員，算是一個(gè)相對(duì)合適的選擇。

另外，根據(jù) Merits Securities的數(shù)據(jù)，今年第一季度，SK海力士占據(jù)了59%的HBM市場(chǎng)份額，而三星電子占據(jù)了 37%，但三星占據(jù)這些市場(chǎng)份額并非是它的產(chǎn)品獲得了多少客戶的認(rèn)可，而是海力士承載不了太多的HBM訂單。

在HBM上的失敗甚至導(dǎo)致了三星電子半導(dǎo)體部門內(nèi)部出現(xiàn)了“SK海力士分包商”這樣的的自嘲說法。“有很多人說，SK 海力士已經(jīng)成為 HBM 市場(chǎng)的全球主要供應(yīng)商，而三星已經(jīng)淪落到只能接受 SK 海力士無法完成的多余訂單的境地，”三星 DS（設(shè)備解決方案）部門的一名員工說，“我經(jīng)常和同事們談?wù)?，昔日半?dǎo)體強(qiáng)國(guó)的好日子已經(jīng)一去不復(fù)返了，缺乏領(lǐng)導(dǎo)力，無法解讀市場(chǎng)趨勢(shì)并為之做好準(zhǔn)備，這才是問題所在?！?/span>

在各種有關(guān)三星HBM不行的消息漫天飛的當(dāng)下，三星所發(fā)表的“正在按計(jì)劃順利進(jìn)行”的聲明，多少顯得有些蒼白無力。

數(shù)十年來一直在內(nèi)存中處于領(lǐng)導(dǎo)地位的三星，因技術(shù)的失誤而被海力士拉近了差距，甚至可能因此而導(dǎo)致衰落，隨著它的代工競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手臺(tái)積電與SK海力士簽署HBM相關(guān)協(xié)議，開始進(jìn)軍內(nèi)存半導(dǎo)體領(lǐng)域，這種危機(jī)感顯然會(huì)進(jìn)一步加重。

在AI時(shí)代里， HBM這樣的定制內(nèi)存成為了內(nèi)存關(guān)鍵，即使是相對(duì)弱勢(shì)的美光，近兩年也開足了馬力追趕，曾經(jīng)在傳統(tǒng)的DRAM和NAND里叱咤風(fēng)云的三星，卻顯得有些措手不及，它的好日子也已經(jīng)到頭了嗎？

寫在最后

這兩位半導(dǎo)體市場(chǎng)的霸主，一位折戟于服務(wù)器，一位敗走于HBM，倘若把時(shí)間倒退回2016年左右，那時(shí)的人們恐怕不會(huì)相信，它們竟然會(huì)犯下如此明顯的錯(cuò)誤。

如何挽回?fù)p失，維持自己的霸主地位，這是擺在英特爾CEO和三星半導(dǎo)體事業(yè)部長(zhǎng)面前的現(xiàn)實(shí)問題，不過在解決之前，如何保證不會(huì)重蹈覆轍，或許是兩家乃至更多半導(dǎo)體公司所需要思考的。

最后，多說一句，如果說半導(dǎo)體龍頭的位置真的被詛咒了，我開始為最近登頂?shù)挠ミ_(dá)擔(dān)憂了？