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芯片紧缺作为全球热议的话题,引起了人们广泛的关注,目前全球数一数二的芯片代工厂非台积电(TSMC)和三星电子(Samsung)莫属了。
台积电作为全球规模最大的芯片代工厂,在芯片代工的市场上占有率达到了56%。三星电子作为万年老二,不管是在业务还是芯片制造技术上一直想着超过台积电。
目前的芯片竞争说到底本质上还是芯片先进制程之争。谁能最先掌握更高端的制程技术谁就能拥有更高的话语权,也能接到更多的订单。目前台积电和三星都已经掌握了5nm制程芯片的量产工艺。
现在二者都在朝着更高制程4nm、3nm工艺进发。三星的环绕闸极(GAA)制程正式与台积电的鳍式场效晶体管(FinFET)架构开始对决。它俩之间孰强孰弱也是广受业界内关注,毕竟这与他们将来的芯片代工订单要交给谁息息相关。
三星3nm芯片良率曝光
按照三星公布的消息,大概率在今年能实现3nm制程的量产。三星在2021年6月抢在台积电牵头率先成功实现了3nm制程芯片的流片。
对于3nm芯片,根据三星方的说法,基于自家GAA工艺打造的3nm芯片,逻辑面积效率比7nm制程提高了 45% 以上,功耗更是降低了50%,整体性能提高了约 35%。从纸面参数上来看,要比台积电基于3nm FinFET架构制出的芯片,在性能及稳定性上更占优势。
根据韩国媒体报道,三星已经计划在6月到7月在韩国平泽市的 P3 工厂开工建设 3nm 晶圆厂,设备很快也会导入。
正在三星以为自己将在3nm制程上超过台积电扳回一城之时,爆出了3nm制程良品率不高的问题。
原本三星计划在今年实施3nm工艺的量产,但根据 DIGITIMES 报道,三星的3nm GAA 工艺良品率才刚刚达到 10% 至 20% 之间,最多仅占两成。就连4nm 工艺制造的良品率也不尽如人意,四层都不到,仅达到 30%—35%。
看来三星在今年量产3nm制程的计划是泡汤了。有业内人士表示,三星第一代 3nm GAA 工艺不太可能被外部客户采用,量产初期可能仅用于自有产品的生产。对于GAA工艺的良品率问题,三星表示 预计在2023 年引入第二代 3GAP技术(3 纳米工艺)。
三星起了个大早,赶了个晚集。最主要的原因还是因为在三星刚研发出3nm芯片时,4nm制程的;良品率又出问题了,导致三星在过去一年将大部分的时间精力放在4nm制程的维护和完善上。这就直接导致了3nm制程的研发进度被耽误。
除了在3nm制程良品率存在不足的问题,还传出伪造并虚报 5nm、4nm工艺良率的负面消息,高通公司原先的订单就是因为良品率问题转交给台积电了。
台积电又稳了
对于三星又出现的“老毛病”良品率问题,业内人士表示,这次要被台积电弯道超车了。
根据《经济日报》消息,台积电总裁魏哲家在法说会上表示, 2022 年下半年 将进行3 纳米制程的投产。届时,3nm制程的营收贡献,将会成为等同于5nm与7nm一样的大成长节点。
根据台积电公布的 2022 年Q1季度财务报告,在第一季度的总体营收中,台积电的总体营收额达到了 4910.76 亿元新台币 。其中5nm制程和7nm制程就占了全季销售总额高达50%的占比。其中5nm制程占了20%,7nm制程占了30%。
《联合报》消息报道,基于3nm高级工艺“ N3B”,台积电将在8月份在新竹 12 厂研发中心第八期工厂,以及南科 18 厂 P5 厂进行同步投片,实现3nm制程的量产。初期的产量预计每月将达到4—5万片之间。
不久之后会研发出更高级的变体“N3E”工艺,新工艺预期在明年进入投产。尤其是在得知三星的3nm工艺制程出现量产问题的时候,台积电为了促进来自个人计算行业的几家公司的订单将会加快这一步伐。
除了3nm工艺,在2nm制程上台积电也已经有所突破。台积电已经自研出3D Fabric技术(3D封装技术),最高已经可以研制出最高2nm精度的芯片,台积电CEO魏哲家表示,将力求在2025年实现2nm制程的量产。
结论
从以上就可以看出,目前的制程工艺还是台积电要更胜一筹。不过从目前的技术发展上来看,三星依然是唯一能够紧跟台积电的晶圆代工企业。从这方面来看,三星的实力依然不能小觑。
接下来三星的 3nm 节点上将更加激进,放弃 FinFET 晶体管工艺,大力发展 GAA 晶体管工艺。目前三星芯片制造业务部门的目标击败台积电,在 3nm GAA 领域获得“世界第一”的称号。
但根据远大证券的数据显示,截止至2020年,三星在芯片制造方面的专利仅有7000至10000项,但被它视为竞争对手的台积电早已拥有3.5 万到 3.7 万项专利。也是因此,业界普遍认为三星的 3nm 相关专利还是较为缺乏。
所以三星是否能在3nm制程的性能和产能上让客户满意还有待观察。
对于三星要超越台积电的目标,大家有什么看法呢?欢迎在评论区留下您独到的见解。