复盘三星半导体发展历程及产能

公司概况与战略

公司介绍

三星电子的半导体事业部是指设备解决方案事业群下的内存部门、系统逻辑部门及汽车半导体专项事业部的合称，其中系统逻辑部门涵盖系统级芯片（SoC）、图像传感器、显示驱动芯片、智能卡芯片、电源管理芯片及晶圆代工等核心业务，汽车半导体专项事业部聚焦智能驾驶芯片、车规级存储等特色领域。

三星电子半导体事业部年营收虽仅占三星电子总营收三成左右，对于三星集团的竞争力至关重要，其主要定位是为三星电子旗下信息和手机、消费类电子产品等两大事业群提供生产终端产品时所需要的关键零组件，以降低终端产品关键零组件被外部公司垄断之风险；

其次，也会对外销售以填满因三星电子内部销售量不足所剩余的产能。为了填充其日益扩大的产能，于2005年进入晶圆代工业，提供全方位的代工解决方案，包括先进的工艺技术（8nm车规级工艺、3nm/2nm先进逻辑工艺等技术（其中2nm工艺采用第二代全环绕栅极（GAA）晶体管技术MBCFET™），设计服务，IP保护及先进的制造设施和工艺（300mm晶圆制造，平泽、华城工厂为主要生产基地）；

目前，其晶圆代工业务已服务于苹果、高通、英伟达、谷歌等国际头部客户，并与多家汽车芯片及AI加速器公司建立合作，同时持续支持韩国本土半导体设计企业成长。

半导体业务里程碑

1974年12月收购韩国半导体公司50%的股份，涉足半导体产业；

1975年12月收购仙童半导体（Fair child）在韩国资产；

1975年开发出Watch芯片；

1977年开始生产晶体管；

1979年三星集团收购了韩国半导体公司的剩余股份，将韩国半导体更名三星半导体；

1983年正式开始进军存储器行业；

1983年12月开发出韩国第一个64kB DRAM芯片；

1986年7月成功开发出1MB DRAM；

1988年三星半导体被并入三星电子；

1990年8月开发出16MB DRAM；

1991年三星电子在半导体事业部内设立TFT液晶事业部；

1992年8月开发出全球第一个64MB DRAM；

1994年8月开发出全球第一个256MB DRAM；

1996年1月64MB DRAM量产；

1996年11月开发出全球第一个1GB DRAM；

1998年2月开发出世界第一个128MB SDRAM以及128MB Flash内存；

1998年4月开发出世界第一个256MB SDRAM；

1998年6月成为世界第一个拥有4-GB半导体处理生产技术的厂商；

1998年7月开发出世界最小的半导体封装；

1998年7月成功开发出64MB Rambus DRAM；

1999年1月256MB SDRAM量产；

1999年6月开发出世界第一个1Gb DDR SDRAM；

1999年7月1GB DDR DRAM芯片实现商业化；

1999年10月开发出世界第一个1GB Flash原型；

2000年1月开发出第一个288MB RAMBUS DRAM；

2000年2月开发出图形卡用高速SDRAM；

2000年3月开发出世界最小的SRAM封装；

2000年4月世界上首次成功开发出512MB DRAM；

2000年5月256MB Flash量产；

2001年2月取得4GB DRAM安全技术；

2001年5月开发出300MHz DDR SDRAM；

2001年7月512MB Flash量产；

2001年8月1GB Flash、128MB/256MB DDR333、256MB RAMBUS DRAM量产；

2001年8月开发出16MB DDR SRAM；

2002年1月成功开发出全球首个4GB DDR，Rambus DRAM 的总销售额突破1 亿元人民币；

2002年2月首次量产12英寸晶片制作的256MB DRAM；

2002年3月成功开发出全球首个512MB DDR DRAM，业内首次获得英特尔公司认证；

2002年9月在世界上率先进行90nm内存商业化；

2002年11月1GHz Rambus DRAM业内首次实现了批量生产；

2002年NAND Flash位居世界榜首；

2003年7月开发出用于下一代内存的PRAM技术；

2003年7月成为业界第一个开始300 mm晶片1GB DDR DRAM量产的公司；

2003年9月推出应用芯片叠层CCP技术制备的最小1GB DRAM芯片；

2004年4月业内首先开始图形DDR3 DRAM大规模生产；

2004年8月开发出世界第一款64MB PRAM；

2004年9月在世界上首次开始以90nm DRAM量产；

2005年6月90nm 1GB DDR2 DRAM开始大规模生产；

2005年10月开发成功全球首个70nm DRAM；

2005年10月开发出世界上速度最快的GDDR4；

2005年进入晶圆代工业；

2006年开发出了世界第一款50nm DRAM；

2006年研发成功50nm DDR；

2007年开发出了世界第一款30nm 64GB NAND Flash；

2008年4月量产50nm DDR；

2009年2月研发出世界首款40nm 1GB DDR2内存；

2009年11月在半导体研究所成立逻辑工艺开发团队，以强化硅代工业务；

2010年1月推出32nm HKMG代工工艺；

2010年2月研发出业界首款40nm 4GB DDR3 DRAM；

2010年2月研发出业界首款30nm 2GB DDR3 DRAM；

2010年4月研发出业界首款20nm 32GB MLC NAND闪存；

2010年12月研发出业界首款30nm LPDDR2 DRAM；

2011年1月研发出业界首款30nm 1GB DDR4 DRAM；

2011年5月研发出业界首款64Gb MLC NAND闪存；

2011年9月研发出业界首款20nm 2GB DDR3 DRAM；

2011年9月研发出业界首款30nm 4GB LPDDR3 DRAM；

2012年9月研发出业界首款30nm 2GB LPDDR3 DRAM；

2013年5月宣布推出业界45 nm嵌入式闪存逻辑工艺；

2013年8月量产业界首款3D V-NAND闪存；

2013年12月研发出业界首款8Gb LPDDR4 DRAM；

2014年9月量产业界首款数码相机用28万像素的CMOS图像传感器；

2014年12月量产8G LPDDR4 DRAM；

2015年1月量产业界首款8GB GDDR5；

2015年2月量产业界首款14nm FinFET手机应用处理器；

2015年2月量产业界首款智能手机用128GB闪存；

2015年4月量产业界首款NVMe PCIe SSD；

2015年7月宣布量产业界首个1.0µm像素的移动图像传感器。

2016年7月 量产业界首款8GB LPDDR4X DRAM；

2017年6月 推出全球首款10nm级8Gb DDR4 DRAM；

2018年1月 开始量产第二代10nm级（1y-nm）8Gb DDR4；

2018年12月 推出业界首款eUFS 3.0存储芯片；

2019年6月 开始量产首款12Gb LPDDR5移动DRAM；

2020 年 8 月平泽工厂第二生产线量产业界首款 EUV 制程 16Gb LPDDR5 DRAM；

2020 年 12 月宣布量产 DDR5 内存，频率 4800MHz；

2020 年 7 月西安工厂闪存芯片二期第一阶段投产，新增产值 300 亿元；

2021 年下半年量产第 7 代 176 层 V-NAND 闪存；

2021 年中西安工厂闪存芯片二期第二阶段建成投产，月产能提升至 13 万片晶圆；

2022 年西安工厂将 128 层 V-NAND 生产线转换为 236 层（V8）产品工艺；

2023 年 5 月量产 12 纳米级工艺 16Gb DDR5 DRAM；

2024 年 8 月量产业界最薄 12 纳米级 LPDDR5X DRAM，支持 12GB/16GB 容量；

2024 年量产第 9 代 290 层 V-NAND 闪存；

2024 年 12 月完成 400 层 TLC NAND 技术开发；

2025 年 2 月提前量产 12 层堆叠 HBM3E 内存，带宽达 6.4TB/s；

2025 年 3 月 GDDR7 显存通过英伟达认证，将用于 RTX 5090 显卡；

2025 年 4 月 2nm GAA 工艺良率提升至 40% 以上；

2025 年 5 月 12 层堆叠 HBM3E 进入英伟达最终验收阶段；

2024年9月 发布面向AI推理的LPDDR5X“AI内存”；

2025年1月 开始量产用于数据中心的HBM3E高带宽内存；

2025年6月 发布首款集成硅光引擎的2.5D AI加速器封装；

2025年10月 宣布开发出业界首款1.4nm工艺的AI专用大芯片，并实现LPDDR6内存原型。

半导体业务重组

【收购】1974年12月收购韩国半导体50%的股份，进军半导体产业。

【收购】1975年12月收购仙童半导体在韩国业务和资产。

【收购】1993年收购哈里斯半导体的微波半导体业务。

【收购】2007年11月收购CMOS图像传感器芯片设计公司TransChip，希望在非内存领域进行进一步扩张。

【出售】2011年4月出售硬盘业务给希捷，专注发展存储芯片业务。

【收购】2011年8月收购STT-RAM知名厂商Grandis。

【收购】2012年6月收购手机WiFi芯片供应商Nanoradio，强化低功耗WiFi。

【收购】2012年7月收购CSR的手机连接定位部门（CSR是全球最大蓝牙芯片供应商，拥有WiFi、蓝牙、定位等无线数据通信技术，并且在GPS和蓝牙领域的竞争力分别位居全球第一和第二）。

【收购】2012年12月收购SSD高速缓存软件开发商Nvelo，包括技术、产品和员工。Nvelo开发的技术提升了电脑、手机等设备从硬盘和固态硬盘检索数据和信息的速度。

【收购】2014年11月收购固态硬盘缓存技术公司Proximal Data，扩大SSD事业版图。

【收购】2016年8月收购美国汽车电子供应商哈曼国际，大幅增强在汽车芯片、车载信息娱乐和车联网领域的综合解决方案能力。

【收购】2017年9月收购人工智能技术公司Graphcore的部分机器学习IP团队，强化AI芯片研发实力。

【出售】2019年12月将晶圆代工厂部分光刻机业务剥离给韩国本土设备商，优化资产结构。

【收购】2020年2月收购美国OLED显示驱动芯片公司Zinitix，巩固在显示技术领域的垂直整合优势。

【收购】2021年5月收购以色列网络芯片制造商Luminate Wireless，加强5G基站和数据中心网络芯片布局。

【收购】2022年3月收购欧洲车用微控制器设计公司NXP的部分低功耗MCU产品线，拓展汽车电子业务版图。

【收购】2023年7月收购美国半导体封装初创公司Advanced Interconnect Solutions，布局下一代Chiplet和3D封装技术。

【合作】2024年4月与日本材料企业合资成立先进光刻胶研发公司，保障EUV工艺关键材料供应链安全。

【收购】2025年1月收购德国AI边缘计算芯片设计公司NeuralTech，强化边缘AI处理器和物联网芯片产品组合。

制造设施和工艺

三星电子半导体事业部的产线按部门主要划分为Memory业务部的DRAM产线、NAND Flash产线，以及系统LSI业务部的逻辑芯片产线与晶圆代工业务部的代工产线。

目前，三星电子半导体生产工厂分布在韩国、美国、中国等国家和地区；

韩国工厂作为全球核心制造基地，集中生产最先进的DRAM、V-NAND、系统芯片与晶圆代工产品，并设有EUV先进制程产线，负责统筹全球产能与技术研发；

美国工厂重点推进先进制程晶圆代工业务，服务于人工智能、高性能计算等领域的北美客户，同时支持部分自研高性能芯片的制造；

中国工厂主要聚焦3D NAND Flash存储器生产，供应中国大陆及全球市场的存储需求，并逐步扩展应用于数据中心及车规级的SSD产品制造。

制造设施

三星半导体生产基地集中在 美国（奥斯汀、泰勒）、中国西安、韩国（京畿道龙仁市器兴、 京畿道 平泽市、 京畿道 华城市）

DRAM产能65万片/月（至少）、3D NAND产能 56万片（至少）、其他12吋产能38万片、8吋产能30万片。

器兴包括：Fab1-8、fab9（12吋） 、fab14（12 吋 ）；整合之后，改为8寸线基地fab1+2+5+6+7+8（fab3 和fab4 老化之后在2008年停产了）

fab9和fab14 整合为了S1

逻辑代工： 表中8吋线和S1\2\3\4\5\6 ，目前量产的最高制程为2nm GAA，位于华城 S3

值得一提的是，P1、2、3、4、5、6均规划为混合fab，不仅DRAM 和NAND混合，甚至会和逻辑进行混合。混合产能的模块化设计允许三星在 48 小时内完成产线切换，厂房也不需要单独建设，降低建设成本，提高产能调配能力

工艺

在逻辑芯片领域，其已大规模量产采用GAA晶体管技术的3nm和2nm先进制程，标志着晶体管结构正式从FinFET进入GAA时代，并为高性能计算和移动设备提供支持。

在存储芯片方面，DRAM制造已进入1β（1z-nm）及更先进的1γ（1g-nm）节点，采用EUV光刻技术以实现更高密度和能效；

NAND闪存则已大规模生产超过200层的3D NAND芯片，并正朝着400层以上迈进，技术竞争焦点已从平面微缩转向立体堆叠。

在系统LSI产品方面，其12英寸晶圆厂已广泛采用5nm、4nm工艺，并为人工智能和汽车芯片提供高性能的3nm/2nm GAA制程，而8英寸晶圆厂则专注于成熟制程，以满足物联网和模拟芯片的稳定需求。

关键协议

2010年，和IBM、格罗方德、意法半导体（ST）等业者，导入IBM的28nm制程技术，并进行半导体制造工厂同步化作业，晶圆代工客户不用重新设计，就可在美国、韩国、德国等国家的多家厂房进行生产。

2011年，和IBM签署专利交互授权协议，为客户提供20nm以下高效能、低耗电之晶圆代工服务。

2014年，和意法半导体签署28nm全耗尽型绝缘层覆矽（FD-SOI）技术多重货源制造全方位合作协议，以为采用28nm FD-SOI制程的客户提供多重货源保障。

2017年，和格罗方德（GlobalFoundries）签署策略合作计划，由三星电子提供其成熟的14nm FinFET制程技术授权，使格罗方德的客户能够利用其全球生产线作为三星晶圆代工产能的补充和备份。

2021年，和IBM宣布战略合作，共同开发应用于高性能计算、人工智能和混合云领域的新型半导体技术，重点聚焦在IBM创新的VTFET晶体管架构与三星先进制程的结合。

2024年，和AMD续签战略合作协议，将其HBM内存（如HBM3E）和先进封装技术（I-Cube、H-Cube）与AMD的CPU及GPU产品进行深度整合，共同为人工智能和数据中心市场提供高性能计算解决方案。

2025年，三星电子与ARM深化合作，共同优化其最新的2nm GAA制程，旨在为下一代移动计算和人工智能应用提供经过芯片设计核心架构级别优化的先进制程解决方案。