近幾年，英偉達的GPU成為了市場明星,，特別是推出的新品,，非常搶手，被各應用市場客戶爭搶,，特別是該公司于今年9月推出的GeForce RTX 30系列,，行情非常緊俏，最近一直處于斷貨狀態(tài),，特別是要獲得RTX 3090和RTX 3080非常困難,，而中端的RTX 3070有時會有庫存，但由于需求增加,，很快也會售罄,。對此，據(jù)中國臺灣媒體Digitimes報道,，之所以如此,，是因為三星Foundry的8nm制程產能不足導致的。不過，該消息沒有得到三星官方的證實,。
英偉達最新的GeForce RTX 30系列GPU采用了三星的8nm LPP（Low Power Plus）制程工藝,，9月份，隨著這一新產品所采用制程的發(fā)布,，再一次引起了業(yè)界的關注,，因為三星的8nm LPP制程工藝的直接競爭對手就是臺積電的7nm制程，這兩大Foundry的制程技術和客戶爭奪戰(zhàn),，一直都是業(yè)界關注的焦點,。此次，人們不禁要發(fā)問,，英偉達為何采用的是三星8nm制程,，而不是臺積電的7nm呢？
這還要從三星正式推出8nm制程說起,。2017年5月,，三星電子半導體事業(yè)部在美國圣克拉拉舉行的三星代工論壇上，公布了其未來幾年的制程工藝路線圖,，其中,，8nm首次正式亮相。當年10月,，三星即宣布已完成8nm LPP工藝驗證,，具備量產條件。
8nm LPP并沒有使用EUV技術,，因此,，其成本得到了很好的控制。該工藝是三星基于10nm改進而來的,，可以提供更好的性能表現(xiàn)以及更高邏輯門密度,，效率提升了10%，芯片面積減小10%,。與7nm制程相比,，8nm LPP有明顯的成本優(yōu)勢，但在PPA（性能,、功耗,、面積）方面，還是有一定差距的,。
除了英偉達,，AMD的市場表現(xiàn)也非常搶眼，該公司的CPU和GPU市場率節(jié)節(jié)攀升,，因此,，AMD也加大了從臺積電的下單量，并有望成為后者7nm制程的第一大客戶。那么,，在主要競爭對手AMD已經全線采用臺積電7nm制程的情況下,，英偉達為何不采用三星的7nm EUV工藝呢？
對此,，英偉達和三星表示,，雖然是8nm制程，但是在雙方的深度合作下,，最大程度地挖掘出了該工藝的性能潛力,，與過去的8nm制程相比，RTX 30系列使用的8nm LPP工藝性能提升了10%,，從而拉近了與7nm制程的差距,。
那么，三星的8nm與臺積電的7nm制程究竟有何不同呢,？
7nm是10nm之后的“武林正宗”,，8nm制程工藝本質上是10nm++++。在這一點上,，三星將英特爾10nm的演進路線進一步發(fā)揚光大了,。
8nm更像是三星研發(fā)7nm過程中的中間產物，其性能必然不如7nm,。8nm制程工藝結構面積要比10nm工藝結構要小一圈,，帶來的好處就是降低功耗，提高能效比,。
晶體管密度方面,，臺積電的7nm芯片每平方毫米有9600萬個晶體管，三星的8nm制程芯片的晶體管密度為6100萬,，兩者相差40％,。
另外，三星于2019年推出了7nm EUV工藝,，當時，據(jù)稱其晶體管性能比該公司8nm制程的提高了20%~30%,，能耗減少了30%~50%,，而且，其價格也比臺積電的7nm便宜,。不過,，在實際應用當中，三星的7nm EUV在整體性能上與其8nm制程相比,，提升幅度并不是很大,。這或許也是英偉達采用了三星8nm制程，而非7nm的一個原因吧。
總體來看,，英偉達RTX 30系列采用三星的8nm制程,，成本是其主要考量因素。具體來看,，如果采用臺積電7nm制程,，那么一片12英寸的晶圓價格在8000-10000美元之間，而采用三星8nm制程,，對于英偉達而言,，成本可降低30%或更多。這可以幫助其壓低RTX 30系列GPU的市場價,，從而在與AMD等主要對手的競爭中拿到更多的砝碼,。
另外，7nm,，特別是臺積電的7nm制程工藝產能非常緊張,，難以滿足英偉達大量訂單的需求，也是其選擇采用三星8nm制程的一個原因,。
三星的8nm芯片
自從三星推出8nm制程之后,，由于其性價比較高，訂單也在穩(wěn)步增加,，在此次接單英偉達RTX 30系列GPU之前,，還有其它一些芯片也采用了該制程工藝。
2018年11月,，三星發(fā)布了采用8nm制程的Exynos 9820處理器,，這是基于10nm制程的Exynos 9810的后繼產品，被用于韓版三星Galaxy智能手機,，如S10和S10 5G,。
2019年9月，三星發(fā)布了首款集成5G能力的處理器Exynos 980,，采用的也是8nm制程,。Exynos 980是三星推出的首個5G集成SoC。
高通方面,，其驍龍730和驍龍730G芯片,，也采用了8nm LPP制程工藝，不過不支援5G,。另外,，驍龍765和驍龍765G移動平臺，也采用了三星8nm工藝制造,。
另外,，在礦機領域,，用到的先進制程也很多，例如,，螞蟻與神馬礦機,，就采用了臺積電7nm和三星的8nm。臺積電7nm性能占優(yōu),，但因為客戶太多,，因此產能與價格上有劣勢。相比之下,，三星的8nm雖然性能差一些,，但成本低很多，除了供給三星手機外,，礦機出貨量較大,。據(jù)悉，嘉楠也由臺積電7nm轉向了三星的8nm,。
臺積電7nm更勝一籌
與三星的8nm相比,，臺積電的7nm制程，在市場影響力方面有明顯優(yōu)勢,。不久前,，該公司宣布截止到7月，其7nm良品芯片（good die）累計出貨量已超過10億顆,。同時,，臺積電優(yōu)化7nm制程后推出的6nm已經開始進入生產階段，并采用EUV技術取代部份浸潤式光刻掩模,。蘋果,、高通、聯(lián)發(fā)科,、AMD,、賽靈思、博通等均是臺積電7nm客戶,。
據(jù)悉,，臺積電的大部分客戶已經大幅追加了第四季度7nm訂單，使得臺積電7nm產能滿載,。
在過去兩年里,，因客戶需求非常強烈，其產能得到快速提升,，預估2020年7nm產能將是2018年的3.5倍。
2020年第二季度的財報顯示,，與去年同期相比,，臺積電收入增長了28.9％,，而凈收入和稀釋后的每股收益均增長了81.0％。與2020年第一季度相比,，第二季度的收入結果基本持平,，凈收入增長3.3％。其中,，7nm的出貨量占晶圓總收入的36％,，而16nm的出貨量占18％。在今年第二季度,，7nm為臺積電帶來的利潤最多,。
據(jù)產業(yè)鏈消息人士透露，臺積電計劃將7nm制程工藝的月產能提升到13萬片晶圓,，并努力在年底提升至14萬片,。
如前文所述，英偉達將最新的RTX 30系列GPU交由三星采用8nm代工生產,，而前者的主要競爭對手AMD則在大力挖掘臺積電的7nm產能,。
在過去的兩三個月內，同英偉達類似,，AMD也出現(xiàn)了缺貨的情況,，而Ryzen 4000型APU的情況尤為明顯。在被問及AMD的產能與供應情況時,，該公司CEO Lisa Su（蘇媽）表示：“我們有一個強大的供應鏈,。我已經在之前說過了，在此就再強調一遍,，7nm供應非常緊張,，我們仍然在緊密地和臺積電合作，以確保我們能夠滿足客戶們的需求,。但產能非常緊,，我想表達的是，隨著我們繼續(xù)增加產能,，我們能夠看到的機會就越多,。”
從中我們可以看出,，AMD在旗下7nm芯片批量上市一年多后,，仍然受到產能問題的困擾，即便蘋果這種超級大客戶的訂單已全面轉為5nm,，其騰出的7nm產能仍然無法滿足所有客戶,。另外，臺積電在上個季度的環(huán)比收入增長只有0.8%,，這也從側面證明其產能已經接近極限,。
為了在英特爾7nm芯片進展延遲的情況下更快占領處理器市場,，AMD加大了對臺積電7nm制程的下單量，預計2021全年7nm芯片的訂單將增加到20萬片,，與今年相比增加一倍,，有望在2021年成為臺積電7nm芯片的最大客戶。
結語
近幾年,，三星欲趕超臺積電的愿望越來越強烈,，其在先進制程方面也在緊跟，且不斷加大投入,，不過,，從7nm和8nm這一組制程節(jié)點的市場影響力來看，臺積電依然處于優(yōu)勢地位,，而最新量產的5nm,，成為了新的爭奪焦點，臺積電有蘋果這一大客戶保駕護航,，而三星拿下了高通最新的驍龍888,。在接下來的兩三年里，3nm,、2nm將成為更具看點的制程,，目前來看，三星很有希望在3nm節(jié)點處填平與臺積電之間的制程代溝,。