三星「背刺」台積電 3nm芯片意味着什麼

近期，三星發佈的一則消息讓韓國芯片界歡欣鼓舞：三星電子在官網宣布，公司位於韓國的華城工廠已經開始大規模生產3nm製程半導體芯片。

長期以來，三星和台積電兩家芯片生產大廠都在3nm芯片技術研發上相互競爭，看誰能喝到「頭啖湯」。而隨着三星3nm芯片的量產，這一勝負似乎已經有了定論。

三星的「背刺」

據媒體透露，2009年，三星最高經營決策會議曾秘密通過一項計劃——Kill Taiwan（幹掉台灣）。

這項計劃在2022年達成了第一步：三星在3nm芯片上成功實現量產，把台積電從芯片領先的位置上拉下，成為全球第一個量產3納米芯片的廠商。

根據三星官方介紹，在3nm芯片上，其放棄了之前的FinFET架構，採用了新的GAA晶體管架構，大幅改善了芯片的功耗表現。與5nm相比，新開發的3nm工藝能夠降低45%的功耗，減少16%的面積，並同時提升23%的性能。這也是首次在芯片製造中採用全GAA工藝。

三星成功的背後，有着難以想像的巨額投入：僅三星平澤園區一個工廠，總投資就超過240億美元；李在鎔計劃未來五年，將在芯片、生物科技等領域，投資3550億美元，約合2.4萬億元人民幣；李在鎔還馬不停蹄訪問了歐洲三國，試圖從荷蘭ASML搶購更多的EUV（極紫外光）光刻機……

三星對芯片的巨大投入，換來3nm芯片的首次量產成功。那麼這次3nm的量產，會為芯片業界帶來什麼改變？三星能否憑藉3nm芯片的量產，徹底打敗台積電呢？

質量還需打問號？

熟悉芯片行業的人都明白，在芯片製造中，越小的nm表示更先進的製造工藝，更先進的製造工藝可以使CPU與GPU內部集成更多的晶體管，使處理器具有更多的功能以及更高的性能。也就是說，3nm芯片的問世，讓電腦、移動智能設備等電子設備的可能性又更上一層樓。

但是，有行業人士表示，目前明確會使用 3nm 的只有 Apple 與 Intel。這兩家的產品都已經根據台積電的 pdk 設計很久，並且預付款項，包下台積電的 3nm 生產線。現在突然要 Apple 與 Intel 換一個供應商的可能性很小。而三星的3nm芯片，還需要努力尋找願意購買的買家。據家電網了解，三星至今仍未接獲3納米訂單。

三星陷入這樣的尷尬境地，其原因就是此前三星芯片代工廠的5nm工藝良率問題。原來，高通使用三星代工的驍龍888出現了功耗過高的情況，而功耗問題追究到芯片本身就是晶體管漏電的問題。這一問題最終導致三星芯片代工質量差的問題被曝光，也導致眾多客戶的流失，其中也包括高通。據悉，由於三星代工的4nm AP處理器驍龍8 Gen1的良品率約為35%，而三星自己的4nm Exynos2200芯片的良率甚至更低，高通已將其4nm AP處理器驍龍8Gen1的部分代工訂單交給了台積電，該產品之前由三星電子獨家代工。

此次三星雖然率先量產3nm芯片，但是由於其在芯片質量的不良聲譽，讓行業內不少人都對其生產的3nm芯片良率表示擔憂。

台積電「虎視眈眈」

雖然在3nm工藝上三星拔得頭籌，但這並不代表三星在芯片代工市場上就能夠一帆風順。

一方面，由於4nm製程芯片的功耗問題，高通等重要客戶對三星的3nm製程工藝目前都保持觀望態度，不敢隨意進行嘗試。另一方面，台積電正在計劃於2025年實現2nm芯片的量產，這意味着三星方面需要加緊新技術的研發工作，以防在下一代新技術上被台積電反超。

值得一提的是，在 7nm 以下的先進芯片製程，台積電已經擁有 92% 的市佔率，這保證三星從 7nm 以下的所有產品線都在賠錢苦撐。從7nm製程100億美元的門票開始，每個製程不斷翻倍加碼。下一代的2nm開始一間工廠約 400 億美元起跳。屆時三星是否還有足夠的資金與台積電開展「星球大戰」，也是一個未知數。

在近期發佈的一份題為《芯片之爭》(Clash of Chips)的研究報告中，由 Shawn Kim 領導的摩根士丹利分析團隊指出， 隨着晶圓代工競爭格局的不斷演變，未來的芯片之爭將主要在台積電、三星和英特爾之間展開。摩根士丹利在其報告中指出，目前，台積電獲得了50%以上的的全球代工市場份額，且營業利潤率長期維持在40%以上，比代工行業同行僅15%的平均利潤率水平高出約25個百分點。

這導致台積電在與三星的競爭中佔據比較大的優勢，從數據上可以看出。2015年至2020年期間，台積電的銷售額年複合增長率(CAGR)達到了10%，而其競爭對手三星為7%。摩根士丹利預計，這一趨勢預計將持續到2023年，台積電的銷售額預計將以22%的複合增長率增長，而三星的複合增長率增長約為15%。

同時，面對台積電長期帶來的壓力，三星內部也有不少不和諧的聲音。有三星員工寫下長篇檄文，直指三星內鬥嚴重，甚至對內、對外數據造假。面對混亂的局面，三星不得不在2022年初，對代工業務進行了全面審計。

業內人士分析稱，這場三星和台積電之間的「芯片戰爭」還遠未結束。接下來的2nm芯片，未來還有替代硅芯片的新方案，甚至還要面臨AMD、蘋果、英偉達等「後進」組成的第三方陣營。全球芯片市場的霸主之位最終鹿死誰手，還猶未可知。