与非网 1 月 6 日讯,据外媒报道,三星电子的领导人李在镕(Lee Jae-yong) 今日讨论了三星将计划首发 3nm GAA 制程芯片的战略计划。

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该报导称,李在镕昨日参观了三星电子位于京畿道华城(Hwaseong) 的半导体研发中心。这也是李在镕在 2020 年的首个官方行程,期间他听取三星电子 3nm 制程技术报告,并与半导体部门主管讨论了新一代半导体战略。

据三星电子称,李在镕讨论了三星计划采用正在研发中的最新 3nm GAA 制程技术来制造尖端晶片的计划。GAA 被认为是当前 FinFET 技术的升级版,能确保芯片制造商进一步缩小体积。

去年 4 月三星电子完成了采用 EUV 的 5nmFinFET 制程技术的研发。如今该公司正在研究下一代制程技术(即 3nm GAA)。三星电子表示,与 5nm 制程相比,3nm GAA 技术的逻辑面积效率提高了 35% 以上,功耗降低了 50%,性能提高了约 30%。

此举也呼应三星先前所说的,将全力进攻非 DRAM 与 NAND flash 晶片的半导体市场,在去年,三星宣布了一项折合美金高达 1118.5 亿美元的投资计划,目标是要让三星能够成为全球最大的半导体芯片制造商。

三星电子 3 纳米制程将克服半导体微细化极限,通过 GAA(Gate-All-Around,多闸极晶体管),能使 3 纳米芯片的面积比 5 纳米芯片小 35%,耗电量减半外,处理速度还能提高 30%以上。

事实上,李在镕新年第 1 个活动不仅访问发生停电事故的地方,检查 DRAM、NAND 闪存开发现场,李在镕也再次向职员展现发展系统半导体的野心。

去年 4 月,李在镕发表的《半导体展望 2030》计划中,定下 10 年内成为全球半导体综合冠军的目标,这段时间里,三星电子将在系统半导体领域中投入 133 万亿韩元,加强移动处理器、人工智能芯片、车用半导体等新一代系统半导体设计,并培养代工事业竞争力。

李在镕表示,过去的业绩无法保证未来的成功,历史也不是靠等待而来,而是需要创造出来,也得果断屏弃坏习惯、旧思维,开拓新的未来。

李在镕当天参观了三星位于京畿道华城的半导体研发中心,这是他在 2020 年首次正式进行现场管理。李在镕谈到了该公司的计划,该计划旨在使用正在开发中的最新 3 纳米全栅极(gate-all-around,简称 GAA)工艺技术,使全球客户订购的尖端芯片商业化。

GAA 被称为当前 FinFET 技术的升级版,该技术能够使芯片制造商将微芯片的制造工艺进一步提升。

三星去年 4 月完成了基于极端紫外线技术的 5 纳米 FinFET 工艺技术的开发,该公司正在研究下一代纳米工艺技术。三星称,与 5 纳米制程相比,3 纳米 GAA 技术在逻辑区域效率方面提高了 35%以上,功耗降低了 50%,性能提高了约 30%。

三星发言人说:“李在镕对半导体研发中心的访问,再次凸显了三星承诺成长为非内存领域顶级芯片制造商的承诺。”

去年,三星宣布了一项 1118.5 亿美元的投资计划,目标是到 2030 年成为全球最大的芯片系统制造商。

关于三星半导体发展

如今,三星在半导体、固态硬盘、移动设备、计算机、电视、蓝光播放器、音频元件、主要家用电器等领域处于全球领先地位。三星在技术上并非一夜成名,而是花了很多年探索出了质量、设计和创新的优点。从追随者到领导者的道路漫长而崎岖。

各个方面

第一家韩国消费电子公司不是三星,而是另一个非电子出身的知名品牌——金星(LG 的前身),它成立于 1958 年,是幸运化学工业公司(Lucky Chemical Industrial Corporation)的一项新业务。他们在 1959 年制造了电子管收音机,1960 年制造了便携式晶体管收音机,1966 年建造了黑白电视——所有这些都是韩国第一。

继在其他亚洲国家取得成功之后,外国电子公司寻求开发高效、低成本的韩国劳动力资源。在美国的帮助下,韩国科学技术研究所(KIST)于 1965 年 5 月成立。政府通过合资企业推动外国直接投资。晶体管组装和测试设备如雨后春笋般迅速兴起。最早是 1965 年的 Komi,接着是 1966 年的 Fairchild 和 Signetics,以及 1967 年的 Motorola。

1967 年 8 月,哥伦比亚大学电子学教授 Kim Wan-Hee 博士访问韩国,就加快韩国的国内生产能力提出建议。他最初的观察结果是,总体上缺乏洁净室技术,这表明急需在更大范围内进行投资。Kim Wan-Hee 博士开始向韩国企业宣传,让它们考虑加入电子产品的行列,三星就是其中之一。

为了使以农业为主的韩国实现工业化,政府将电子产品列为六大战略性出口产业之一。他们通过了电子产品促进法案(Electronics Promotion Act),该法案于 1969 年 1 月生效,其中包括旨在吸引更多行业参与者的补贴和出口刺激措施。

恰当的时机终于到了。1968 年 12 月底,三星创始人兼董事长李秉哲(Lee ByungChull)召集他的领导团队,决定进入一个新的商业领域,并确定了一个名字。于是,1969 年 1 月 13 日,三星电子公司成立了。他说:“从技术、劳动力、附加值、内需和出口前景等各个方面来看,电子产品是最适合韩国经济发展阶段的产业。”

甚至在正式成立之前,三星就在 1968 年 11 月与三洋电机(Sanyo Electric)签署了合资协议。1969 年 9 月,三星与 NEC 完成了第二笔合资交易。在水原的新生产基地,137 名三星电子新员工中的许多人前往日本各地学习电视和真空管生产工艺。

到 1970 年 11 月,三星电子根据日本合作伙伴的设计,生产了第一批真空管和 12 英寸黑白电视。三星电视在接下来的几年里不断发展,其中包括 1973 年推出的一款 19 英寸晶体管黑白电视。(当时,韩国国内的电视广播是黑白的;彩色电视是非法的。日本电视进口受阻,合资企业生产的电视除外。)1974 年,三星建立了包括冰箱、空调和洗衣机在内的白色家电生产线。

从一开始,三星在消费电子领域的战略就是垂直整合,一项新的能力即将落到他们手中。

1962 年,Kang Ki-Dong 在俄亥俄州立大学获得博士学位,之后在美国亚利桑那州菲尼克斯市的摩托罗拉公司工作,那里是世界上最大的分立晶体管工厂之一。作为一名会说日语的韩国工程师,他多次带领到访的工程师参观工厂,建立了关系网络。当摩托罗拉在韩国开设工厂的时候,Kang 被派去对土地和合同进行初步评估,包括面试未来的工程人员。

Kang 回到美国之后,开始在另一家公司工作,随后他遇到了两个老朋友。第一个是 Kim Chu-Han,一位著名的广播网络运营商,Kang 几年前就接触了业余无线电。第二个是他的同学,Harry Cho,一家半导体公司的运营经理。Kim 有融资渠道,Cho 擅长销售,而 Kang 知道半导体制造技术。三人提出了共同成立一家新公司的想法:集成电路国际公司(ICII)。

ICII 设计了一款数字手表芯片,并在加州桑尼维尔的一条 3 英寸的小生产线上制造了第一个 5 微米 CMOS 大规模集成(LSI)部件。产品需求很大,比 ICII 的产能高出许多倍,于是客户推迟了批量生产订单。Kim 的公司愿意为扩张提供资金,但前提是资本支出必须留在韩国国内。

Kang 决定转移。他将继续在美国开展 ICII 芯片设计业务,但将 ICII 制造线送到富川(Puchon)并在那里进行扩张。新的合资企业是 Hankook 半导体公司。然而,1974 年的全球石油危机和一连串的进口繁文缛节,使得搬迁成本远高于计划。晶圆厂终于成立并生产出了芯片,但运营资金在几个月内就所剩无几,到了破产的边缘。

在韩国,主要的技术融资渠道非常有限。经济环境不断恶化,石油价格继续飙升,日本人纷纷撤退。三星资金充足。李秉哲和他的儿子李健熙(Lee Kun-Hee)确信,他们必须涉足半导体业务,而不仅仅是购买芯片。父子二人试图说服他们的管理团队,让他们相信 Hankook 等先进芯片将是未来的发展方向。管理层犹豫不决。

1974 年 12 月 6 日,李氏父子不顾管理层的忠告,自掏腰包出资入股 Hankook 半导体公司。到 1977 年底,业务完全合并,成为三星半导体。

开发 DRAM

李氏父子明白了 Kang 和他们自己的管理团队所忽视的一个重要概念:在芯片方面,晶圆厂资本支出是第一位的,如果时机正确,利润就会随之而来。没有足够的芯片生产能力,即使是最好的芯片设计也不可能成功。随着三星的成长,这一教训将会多次重复。三星的电器、手表、收音机和电视的生产都很不错,专注于提高效率。它的组装厂变得更加自动化,韩国消费者和出口贸易伙伴都得到了供应。进步的标志是:1978 年 7 月,三星电子美国公司在新泽西开业。韩国半导体研究蓬勃发展。1976 年,政府支持的韩国电子技术研究所(KIET)在龟尾(Kumi)开设了一个研究中心。在许多活动中,他们与 VLSI Technology(超大规模集成电路技术)建立了合资企业,并在 1979 年之前建立了一个拥有 16K DRAM 制造能力的 VLSI 晶圆厂。

政府试图将这些财阀(其中包括大宇、金星、现代和三星)及其人才吸引到龟尾(Kumi),寻求创建一个超大规模集成电路(VLSI)制造专业知识的中心。三星仍专注于为自己的业务提供线性和数字元器件的大规模集成电路技术(LSI),并在从国外采购这些元器件时打订购战。为了保护其供应链,三星电子于 1980 年 1 月 1 日整合了三星半导体。

由于几个原因,KIET 停止了 64K DRAM。第一个是 1981 年的半导体产业长期促进计划(Long-Term Semiconductor Industry Promotion Plan)。它是韩国政府与 KIET 合作开发的,专门针对制造用于出口的存储器芯片。其次,电信资产正在私有化,为财阀投资半导体提供了直接收入。

大宇、金星和现代都参与了超大规模集成电路(VLSI)工厂的投资,但三星有额外的动机。1983 年 3 月,三星开始生产 PC 机,即 SPC-1000。垂直整合目标使得自己的 DRAM 具有吸引力。三星开始行动了。他们必须将工艺从 5 微米提高到 2.5 微米,将晶圆尺寸增加到 130mm,并获得超大规模集成电路(VLSI)的深入洞见。1982 年 1 月,三星在新的水原半导体研发中心开始了为期一年的可行性研究

掌握了一些超大规模集成电路(VLSI)的知识后,三星于 1983 年初在加州圣克拉拉设立了一个“前哨站”。它的主要目标是进行有竞争力的研究,为 DRAM 技术寻找授权方,并将作为一个招聘和培训中心,从美国招募半导体人才。

找到可以交谈的公司是最容易的。日立、摩托罗拉、NEC、德州仪器和东芝都拒绝了三星的授权申请。(对 NEC 等合资伙伴的依赖就到此为止了。)他们最终找到了美光科技公司(Micron Technology),美光在组装试点后于 1983 年 6 月同意授权其 64K DRAM 设计。三星同时获得了 Zytrex 公司高速 MOS 工艺的授权。

三星在六个月内从零开始,造出了 64Kb DRAM,并于 1983 年 11 月对制成品进行了取样。然后,他们在 1984 年 10 月之前完成了 256Kb DRAM 设计。为了摆脱授权费用,三星圣克拉拉研究团队通过逆向工程设计出了 256Kb DRAM,并在 1985 年 7 月对全新的部件进行了取样。在器兴(Giheung)的一座新工厂,256Kb DRAM 的生产开始了,采用的是 2 微米工艺。

这是代际突破之路的第一步,这一突破使三星在 1993 年成为全球最大的存储器芯片生产商——10 年前,三星对其首个 DRAM 部件进行了取样。这为超大规模集成电路(VLSI)芯片制造的其他进展奠定了基础,这些进展对下一次消费器件的发展是至关重要的。

艰难险阻

正如手机热潮始于大多数其他市场的车载电话一样,韩国的情况也是如此。韩国移动通信服务公司(KMTS,后称 SK 电信)于 1984 年 4 月推出了 0G 无线电话网络,截至年底共吸引了 2658 名用户。

三星从 1983 年开始涉足移动无线研发,当时三星大约有 40 名工程师。除了 KMTS 0G 网络之外,他们没有太多工作,他们花了相当大的精力对东芝的一款车载电话进行逆向设计。最终的设计成果是 1986 年生产的三星 SC-100 车载电话。它存在着严重的质量问题,导致研发团队被削减到只有 10 名成员,他们对下一步的工作颇为迷茫。这或许也是一种福气,因为这刺激了团队负责人 Lee Ki-Tae 购买了 10 部摩托罗拉手机作为基准。

KMTS 正在将其网络升级为 1G 蜂窝网络,AMPS(高级移动电话系统)基础设施将于 1988 年 7 月推出,正好赶上 1988 年汉城夏季奥运会。这一日程安排给了三星充足的时间来分析摩托罗拉的设计,并在他们的下一部手机准备就绪之前了解 AMPS 的相关知识。

李秉哲董事长不会看到奥运会的庆祝活动了。1987 年 12 月 1 日,李健熙在父亲去世不到两周后接管了该公司。起初,一切如常——经营一家大公司是头等大事,新成立的手机部门几乎没被注意到。

三星 SH-100 手持式 1G 手机于 1988 年首次亮相。它只卖了不到 2000 台,主要是卖给 VIP,质量也很糟糕。在接下来的几年里,这种循环重复了好几次:新款三星手机,质量依然差劲,销量依然只有可怜的几千部。

三星已经迎头撞上了无线电频率工程的黑魔法。

早期的主要制造和设计问题让消费者产生了怀疑和竞争。当时的质量和手机设计的黄金标准摩托罗拉占据了韩国手机市场一半的份额,而三星在韩国本土市场的份额仅为百分之一。

在 RF 技术方面,逆向工程只能告诉团队这么多。复制接收机(如收音机或电视)是一项更容易但仍具有挑战性的任务。制造一种复杂的发射和接收设备,如模拟 1G AMPS 电话,则是另一回事,特别是应用小型化技术。制造质量问题可能源于组件、布局、组装和调优方法的共同作用。

然而,三星面临的最大问题是严重的设计缺陷。据说,三星的一名员工在山里徒步旅行时,看到另一名徒步者在用摩托罗拉手机打电话。果不其然,这名员工携带的三星手机在相同地点没有信号。无论这间轶事是完全准确还是略带修饰,它所描述的情景都有一个重要的线索:韩国三分之二的地形是多山的。

研发工程师没考虑到一种被称为多路径(multipath)的射频效应,即信号会从地形和建筑物反射出去,而几种版本的信号到达接收器的时间略有不同,强度也不同。多路径是三星手机诸多通话质量问题的根源。解决这一问题需要重新设计手机天线,改善天线与电路板的物理连接,增强信号的识别能力。

新的管理层点燃热情

手机业务的困境,以及对三星电子消费品业务日益增长的担忧,引起了李健熙的注意。1993 年初访问洛杉矶时,李健熙在一家电子零售商的后货架上看到了三星产品的悲惨状态。由于不满足于“山寨”供应商的名声,李健熙开始提出问题。

低成本、大规模生产和逆向工程战略在 20 世纪 70 年代和 80 年代让三星屡战屡胜,但在 90 年代限制了三星在全球范围内的竞争力。发展中的亚洲国家正在成为更低成本的电子产品生产商。李健熙仔细研究了日本对这一情况的反应,并观察了消费电子产品从模拟技术向数字技术的转变。

李健熙感觉到了这种紧迫感,于是出去寻求帮助。他拜访的人之一是后来成为京都理工大学教授的福田民夫(Tamio Fukuda)。根据李健熙和他的高级幕僚提出的一系列问题,福田准备了一份全面的答复,也就是现在的“福田报告”。1993 年 6 月 4 日,福田发表了自己的看法。

当被问及什么是设计时,福田写道:“(设计)不仅仅是创造产品的形式或颜色,而是从产品的便利性研究出发,通过形成或挖掘文化活动,通过增加附加值来创造一种新的用户生活方式。”

报告肯定了李健熙已经决定要做的事。几天后,在法兰克福举行的一次规模更大的三星高管会议上,李健熙推出了他的新管理计划。将员工从根深蒂固的做法中解脱出来并非易事。李健熙向员工提出了著名的挑战:“除了老婆和孩子,一切都要变。”随后,他详细阐述了一系列全面的改革措施,包括要求所有员工每天提前两小时上班。

李健熙对手机部门的命令非常具体。“到 1994 年生产出可与摩托罗拉相媲美的手机,否则三星就退出手机业务。”逆向工程的时代已经结束了。三星的工程师在信号质量问题上领先一步,从重量到强度,他们对设计的方方面面都进行了深入研究。

1993 年 11 月,三星展示了他们的产品:SH-700。它是一款直板手机,重 100 克,配有全新的经过山地测试的天线。有人给了李健熙一个手机模型让他测试,李健熙一把将它扔在地上并一脚踩上去。然后李健熙捡起它,打了个电话,每个人都松了一口气。设计师在塑料外壳和电路板上放置了特殊的支柱,以承受典型的损坏,如被坐在上面或踩在上面。

设计不仅仅是工程设计。一项新的营销活动也首次登场:“在韩国独特的地形中很强大”,这指的是在山区打电话的手机。SH-700 最初每月销售 6000 台,到 1994 年 4 月,每月销售 16000 台。随后的 SH-770 Anycall 在 1994 年 10 月推出,提升了品牌。1995 年年中,三星取代摩托罗拉成为韩国手机市场的领导者。

真正的质量故事大多数消费者并没有看到,但三星员工却知道。工厂的手机筛查在发货前漏过了一些问题,随后用户发现了大量坏手机。李健熙将首批 SH-700 中的一些作为节日礼物送给了他们,并收到了一些手机故障的报告。他对漏网的流出手机颇为尴尬,于是进一步调查,找出了那批坏手机。

1995 年 3 月,李健熙参观了生产 SH-770 的龟尾(Gumi)工厂。2000 名员工受邀参加了在厂院里举行的集会,所有人都戴着“质量第一”的发带。在“质量是我的骄傲”的标语下,厂院里堆满了坏电话和传真机,有些人说有 15 万台。有些工人用锤子砸碎了这些有缺陷的设备,把它们丢进烈火中付之一炬,然后用推土机把灰烬铲掉。许多人见此情景不禁落泪。这是一次刻骨铭心的教训。

寻找数字产品立足点

三星的设计团队也得到了一个信息:尽可能快地将数字功能融入产品中。推动这一进程的是三种目前在移动设备中被视为理所当然的技术:DRAM、flash 和 CDMA。

三星已经在 DRAM 上抓住了机会,连续五年在 200mm 晶圆上投入超过 5 亿美元的巨资,终于在 1993 年超越东芝,成为全球 DRAM 市场的领军企业。庞大的研发队伍正在为下一步的重大举措——256Mb 的 DRAM——做准备,这将使它们首次领先于日本科技巨头。

东芝开发了一种新技术——NAND flash 存储器,但很快就输给了英特尔,英特尔在 NOR flash(具有不同的应用特性)的产量超过了它。为了缩小产能差距,东芝在 1992 年 12 月将 NAND flash 设计授权给三星。这又是一次从授权到领导地位的 10 年周期,三星在 1994 年推出了它的第一个 NAND flash 器件,到 2002 年底,三星的 NAND flash 市场份额达到了 54%,成为全球市场份额的领先者。

将手机数字化意味着对新技术的又一次大规模投资。欧洲的 GSM 愿景取得了进展,美国运营商在 D-AMPS、GSM 和 CDMA 之间摇摆不定,而韩国将迈出大胆的一步。

William C. Y. Lee 博士是贝尔实验室 AMPS 开发的重要成员,他曾与一家开发 CDMA 技术的年轻公司高通深入合作。作为太平洋电信(Pacific Telesis)的首席科学家,Lee 领导了多个 CDMA 网络试验装置。正是通过 Lee,高通被介绍给韩国政府,此时韩国通信部(MoC)正在寻求一种方法来帮助推动韩国进入世界电信领域。

经过多轮复杂的谈判,高通和韩国电子通信研究院(ETRI)于 1991 年 5 月就 CDMA 基础设施达成了一项联合技术开发协议。

从表面上看,选择 CDMA 似乎很简单。与 D-AMPS 或 GSM 这样的 TDMA 系统相比,它有许多技术优势,包括使用更少的蜂窝基站实现更好的用户容量,这意味着更低的基础设施部署成本。然而,这项技术尚未在大规模部署中得到验证,高通拥有这项技术,这需要支付专利费。

经济方面的副作用更有吸引力。选择 CDMA 将有效地将外国基础设施供应商和手机供应商都拒之门外,让韩国人有时间与高通公司合作开发独特的解决方案。如果 CDMA 在其他地方被采用,韩国公司可以从出口中获利。韩国的四家电子产品制造商——现代、LG、Maxon 电子和三星——被招募参与这项计划,目标是在 1996 年推出 CDMA。

这对高通来说是巨大的胜利,它最初将为 CDMA 手机和韩国各地的基础设施提供芯片组。在一项独特的协议中,韩国制造商支付手机售价的一定比例作为特许权使用费,高通公司帮助资助同 ETRI 的进一步联合开发工作。SK Telecom IS-95A CDMA 服务于 1996 年 1 月在首尔准备就绪。仅仅一年后,韩国将有 100 万用户使用 CDMA。

在韩国推出的首批 CDMA 手机中,有三星的 SCH-100,这是一款 175 克的直板手机,于 1996 年 3 月发布,搭载高通早期的 MSM 芯片组。(高通 MSM 系列最开始不是基于 ARM 的;高通直到 1998 年才获得 ARM 授权。更多内容请参见本书第 9 章。)1997 年 6 月开始三星在美国向 Sprint 出口改装的 SCH-1011 手机。

CDMA 确实在许多地区得到了认可。到 1997 年底,三星迅速占领了全球 CDMA 手机市场的 55%。他们开始在移动领域采取包围策略,同时为国内市场和不同的出口市场开发多种型号的手机。一些出现在 1998 年的手机有:有短信功能的 SCH-800 CDMA 翻盖手机,将重量限制在 98 克的 SPH-4100 个人电脑手机,以及出口欧洲的 SGH-600 GSM 手机。

史无前例的 ARM 授权

ASIC 设计的速度也在加快。1994 年 5 月,三星支付了一大笔钱,购买了 ARM6 和 ARM7 授权,以及 ARM 的咨询工作。最早接受基于 ARM 芯片的产品之一是一个新的类别:三星 DVD-860。1996 年 11 月发布的这款 DVD 播放器包含 4 个三星开发的 ASIC,它击败了东芝、松下和先锋等主要公司。

在 1996 年的 Hot Chips 大会上,三星展示了其中一种 ASIC 的基础:MSP-1 多媒体信号处理器。它将 ARM7 内核与专用的 256 位矢量协同处理器(用于实时 MPEG 视频解码)和 10K 的自由门(用于定制)结合在一起。MSP-1 采用 0.5 微米 CMOS 工艺,采用带有帧缓冲存储器总线的扩展 128/256 引脚封装,功耗为 4W。

三星将其 ASIC 技术扩展到手机领域,于 1996 年 9 月获得了 ARM7TDMI 核心的授权。到 1998 年底,三星拥有了可供内部使用的 CDMA 芯片组,它在 1999 年初首次出现在三星 SCH-810 CDMA 手机上,这款手机搭配了用于 CDMA 基带的 Conexant Topaz 芯片组。1999 年 2 月,三星获得了 ARM9TDMI 核心和 ARM920T 处理器授权,用新的 0.25 微米工艺生产部件,运行速度超过 150 MHz。

三星的第一款大型商用 SoC 是在 2000 年推出的 S3C44B0X,这是一款基于 66 MHz ARM7TDMI 的部件,用于 Andy Rubin 设计的 Dange Hiptop。几年后,三星和 Rubin 之间的那次偶遇将成为重大事件,并被证明是整个手机行业的一个转折点。S3C44B0X 用 0.25 微米工艺制造,采用 160 引脚的封装。

2002 年 7 月,ARM 和三星宣布了一项全面的长期授权协议。它允许三星在协议期限内使用 ARM 所有当前和未来的 IP,一位业内观察人士将该协议称为“自助餐”(all-you-can-eat)授权。这项史无前例的协议将三星从 ARM 的一家客户转变为 ARM 未来发展方向的合作伙伴。

在 2002 年 10 月的微处理器论坛上,三星展示了他们的影响力。ARM 公司出货的 ARM1020E 内核设计使用 0.13 微米工艺,运行速度为 325 MHz。三星借鉴了 Alpha 微处理器的技术,将 ARM1020E 重新设计成“Halla”核心。Halla 仍然是 0.13 微米工艺,但最高可达 1.2 GHz,成为第一个突破 1GHz 限制的基于 ARM 的设计。

三星已经为手机器件组装了一系列令人惊叹的半导体技术:DRAM 和 flash,ARM 处理器内核和 ASIC,以及从电视和显示器的更多工作中获得的小型化 LCD 面板功能,所有这些都来自三星自己的工厂。在后来成为三星的经营方式的过程中,他们运用自己的产品组合和专业知识,试图将两个新兴的移动应用领域囊括其中:音乐播放器和智能手机。

为了更多的 Flash 芯片

大宗商用半导体芯片是一项棘手的业务。产能不足意味着竞争对手以更好的价格和更短的交付期赢得业务。产能过剩则会拖累成本,因为昂贵的设备处于闲置状态,甚至出现裁员,工厂关闭。一旦主要的新晶圆厂产能上线,就必须刺激需求以填补它。很多时候,与客户达成长期交易是为了锁定预测和定价。

三星采用的垂直整合战略最初是为了应对处于供应链末端的局面。如果零部件稀缺,消费品的生产线可能会停止。花太多钱买零件损害了竞争力。三星自己的半导体晶圆厂保证了电子工厂的运转。

随着三星 DRAM 产品的改进,出口蓬勃发展。即使在经济低迷时期,利润也被投入到生产能力和研发中,以增加市场份额,并超越具有竞争力的技术进步。flash 存储器是成功的延伸,是利用晶圆启动的另一种方式。

李健熙所处的竞争环境与他父亲的经历截然不同。他对质量、品牌和设计的热情源于,他认为电子领域的成功意味着打开新的市场,然后创造新的令人兴奋的应用领域。在半导体技术和成品方面的竞争在很多情况下意味着与三星自己的客户(或供应商)竞争。

随着 DVD 播放器开始上市,三星再次为数字技术寻找新的消费应用领域。1998 年推出基于 flash 的 MP3 播放器,SaeHan MPMan 和 Diamond Multimedia Rio PMP300 进入市场。Rio PMP300 拥有 32 MB 内部 flash 和更激进的 200 美元的售价,非常畅销。这引起了美国唱片工业协会(RIAA)的愤怒,因为它和 Napster 一样,使得大规模侵犯版权成为可能。

三星嗅到了 flash 热销的味道,不顾一切地一头扎了进去。在 1999 年国际消费电子展上,他们推出了 Yepp 品牌的 flash MP3 播放器。新闻稿中有一个不祥的脚注,暗示他们正在寻求“RIAA 的正式批准”,并同意参加 SDMI 倡议。Yepp 将会成为一个庞大的 MP3 产品线,拥有许多型号和变体。而 2003 年之后,Yepp 品牌退出了韩国市场,但三星的新品牌一直延续到 2013 年。

在 Yepp 推出几个月后,1999 年 8 月又出现了另一个打破类别的例子。三星 SPH-M2100 是一款带有集成 MP3 播放器和 16/32MB flash 的 PCS 手机——这是第一款带有 MP3 播放器的手机。(三星在 2000 年 11 月晚些时候推出的 SPH-M100 通常会获得这种赞誉,它被出口到 Sprint,获得了更多的知名度。)

奇怪的是,三星为早期的 MP3 播放器配备了非 ARM 架构。大多数播放器都有一个用于用户界面的 8 位 MCU,一个用于 MP3 解码的 DSP,用于存储 MP3 文件的 flash 以及用于连接到 PC 的 USB 芯片。2001 年 8 月,三星宣布推出一款名为 CalmRISC 便携式音频设备(C-PAD)的新芯片组,用于 MP3 播放器 OEM,并用于其 Yepp 系列。S3FB42F 单片机结合了 CalmRISC 8 位单片机和 24 位 DSP。

2001 年 10 月 23 日,苹果几乎改变了音乐播放器的一切。考虑到发布时间,三星 S3FB42F 可能不是苹果为 iPod 评估的 9 款 MP3 芯片之一。当 PortalPlayer PP5002 出现在 iPod 中的消息传出后,S3FB42F 和与之类似的 8 位芯片已经是旧闻了。

新公司纷纷涌入 MP3 播放器市场,包括三星前员工组建的 iriver。当 SDMI 无限期中断时,一个巨大的障碍出现了,这是由于声音质量,以及加密机制的有争议的破解等一系列问题造成的。甚至三星最终也转向了 PortalAccess;PP5020 在 2005 年消费电子展上出现在了 YH820 中。

巧合的是,就在 2005 年 1 月,苹果决定推出 iPod Shuffle,进军 flash 播放器市场。这使得市场对 NAND flash 的需求增加,如果有人能保证供应的话,很快就会有更多的需求。

将 200 亿美元的市场描述为“吃紧”听起来很奇怪,但实际上,flash 生产商在 2005 年很难跟上形势。2001 年互联网泡沫破灭后,整个闪存市场——NAND flash 加上 NOR flash——在 3 年内翻了一番。与其他 DRAM 生产商一样,三星正在将产能转向 flash,以在满足需求的同时获得更高的售价和利润率。他们在 flash 方面做了很多调整,flash 的平均销售价格(ASP)首次低于 DRAM ASP,看起来 2006 年可能是产能过剩的一年。

通配符是苹果。三星控制了近三分之一的 flash 市场,并可能进一步扩大其市场份额。苹果公司正准备在 2005 年 9 月推出 iPod Nano,每台设备配备高达 4 GB 的 flash。一位分析师估计,nano 的推出本身可能会使全球 flash 市场增长 22%左右。为了赢得苹果的业务,三星承诺以 30%的折扣提供 NAND flash 芯片产能的 40%。苹果公司覆盖了其基地,表示与海力士、英特尔、美光、三星和东芝签订了五年 NAND flash 的供应协议。他们的大部分供应来自三星。

大象做交易,遭殃的是草。flash 终于便宜了,但没人能买到。苹果得到了它想要的一切,但全球数百家规模较小的基于 flash 的 MP3 播放器制造商突然发现,他们的交货时间太长了,或者根本买不到。许多这样的公司干脆消失了,无法出货产品来满足日益增长的需求。

产能将迎头赶上,但这需要几年时间。三星立即启动了华城(Hwaseong)工厂的扩张,以增加 DRAM 和 FLASH 产能,这是一项为期 7 年,价值 33 亿美元的大计划。另一次扩张即将到来,这次将深入德克萨斯州的心脏地带,它将带来更大的交易。

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