作為全球芯片業(yè)的前三強(qiáng),，以及晶圓代工業(yè)的前兩強(qiáng)，三星與臺積電一直不缺乏故事和新聞。就在本周，這兩家備受業(yè)界關(guān)注的明星企業(yè)又不由自主地被擺在了擂臺上。

　　首先看財報,，臺積電公告了9月營收，達(dá)到1526.85億元新臺幣，受惠蘋果iPhone新機(jī)進(jìn)入拉貨旺季,，營收月增11%，年增19.7%,，首度沖破1500億元大關(guān),，改寫歷史新高。從整個第三季度來看,，受惠5nm,、7nm先進(jìn)制程應(yīng)用驅(qū)動，臺積電估計第三季度營收將達(dá)146-149億美元,，季增9.8-12.1%,，以新臺幣計算,，第三季度營收估4073.4-4157.1億元，這是該公司單季營收首度突破4000億元,，毛利率預(yù)估為49.5-51.5%,。

　　三星表現(xiàn)同樣搶眼，該公司公布了第三季度初步財報,，受內(nèi)存價格上漲,、蘋果新機(jī)面板訂單推動，第三季度營業(yè)利潤增長28%,，為三年來新高,。三星第三季度營收估計為73萬億韓元，年增9%,，營業(yè)利益為15.8萬億韓元（約合133億美元）,，略低于Refinitiv統(tǒng)計分析師預(yù)期的16.1萬億韓元，但仍是2018年第三季度以來的最高單季表現(xiàn),。

　　Cape投資證券分析師Park Sung-soon表示,，三星半導(dǎo)體業(yè)務(wù)受惠于存儲器報價和出貨量提升，以及晶圓代工獲利能力大幅上升,，該部門營業(yè)利益將較去年同期增長約79%,。半導(dǎo)體業(yè)務(wù)占三星今年上半年?duì)I業(yè)利益的一半左右。

　　除了營收表現(xiàn)同樣優(yōu)秀,，在先進(jìn)制程方面,，三星也在本周發(fā)出重磅消息，欲與行業(yè)龍頭臺積電一較高下,。

　　目前,，擁有先進(jìn)制程技術(shù)的芯片廠商僅剩臺積電、三星電子和英特爾,，其中,，臺積電的先進(jìn)制程工藝、市占率遙遙領(lǐng)先,，使得三星在近些年一直處于苦苦追趕的狀態(tài),。

　　三星在10月7日的晶圓代工論壇上表示，2022上半年會推出3nm制程,，臺積電的3nm是在2022下半年才會推出,。據(jù)悉，三星的3nm將采用環(huán)繞閘極技術(shù)（Gate-All-Around,，GAA）,，臺積電則延用FinFET，2nm制程才會導(dǎo)入GAA技術(shù),。三星表示,，預(yù)計2022年推出第一代3nm的3GAE技術(shù),，2023年推出新一代3GAP技術(shù)，2025年2nm的2GAP制程投產(chǎn),，而臺積電的2nm預(yù)計于2024年推出,，早于三星。

　　三星強(qiáng)調(diào),，與5nm制程相比,，三星首顆3nm制程GAA技術(shù)芯片面積將縮小35%，性能提高 30% 或功耗降低 50%,。三星表示,，3nm良率正在逼近4nm制程。

　　這樣看來,，三星的晶圓代工業(yè)務(wù)有望成為2022年的一個亮點(diǎn),，不至于讓臺積電一枝獨(dú)秀,。

　　臺積電官方消息顯示,，其3nm基于最先進(jìn)的EUV技術(shù)，可以減少曝光機(jī)光罩缺陷及制程堆棧誤差,，芯片良率符合預(yù)期,，并降低整體成本，2nm制程將會進(jìn)一步改善EUV技術(shù)的質(zhì)量與成本,。

　　產(chǎn)能方面,，臺積電南科廠3nm的單月產(chǎn)能計劃為5.5萬片起，2023年,，有望達(dá)到10.5萬片,。三星還沒有相應(yīng)的產(chǎn)能規(guī)劃。

　　量產(chǎn)先進(jìn)制程比拼

　　近一年來,，隨著已量產(chǎn)先進(jìn)制程技術(shù)不斷成熟,，三星加緊了追趕臺積電的腳步，無論是7nm,，還是5nm,，爭奪似乎越來越激烈。

　　產(chǎn)能方面,，首先看7nm制程,，有統(tǒng)計顯示，在2020年,，三星每月的產(chǎn)能約為2.5萬片晶圓,，而臺積電每月約為14萬片，而在5nm方面,，雙方的差距更大,，三星每月約為5000片晶圓,，而臺積電每月約為9萬片。

　　而在制程工藝方面,，三星一直在追趕臺積電,，特別是在5nm方面，三星的低功耗版本5LPE性能比7nm的提升了10％,，而在相同的時鐘和復(fù)雜度下,，功耗可降低20％。據(jù)悉,，5LPE在原始工藝中增加了幾個新模塊,，包括具有智能擴(kuò)散中斷（Smart Diffusion Break：SDB）隔離結(jié)構(gòu)的FinFET，以提供額外的性能,，第一代靈活的觸點(diǎn)設(shè)置（三星的技術(shù)類似于英特爾的COAG,，有源柵上的觸點(diǎn)），可用于低功耗的鰭式器件,。

　　三星表示,，5LPE在很大程度上與7LPP兼容，這樣,，5LPE設(shè)計可以重新使用至少一些為原始工藝設(shè)計的IP,，從而降低了成本并加快了上市時間。但是,，對于可以充分利用SDB等優(yōu)勢的IP,，三星建議重新設(shè)計。

　　另外,，三星代工負(fù)責(zé)人表示,，該公司已完成第二代5nm和第一代4nm產(chǎn)品的設(shè)計。

　　客戶方面,，2020年,，三星將其晶圓代工廠產(chǎn)能的60％用于其公司內(nèi)部使用，主要用于智能手機(jī)的Exynos芯片,。其余產(chǎn)能分給客戶,，包括高通（20％），另外20％由英偉達(dá),、IBM和英特爾瓜分,。而隨著三星在2021年增加7nm、5nm等制程的產(chǎn)能,，其自用比例將會下降,，可能降至50％，更多滿足客戶需求。

　　臺積電方面,，7nm產(chǎn)能已經(jīng)非常穩(wěn)健,，在此基礎(chǔ)上，不僅是5nm,，該公司還在6nm制程方面不斷進(jìn)行拓展,，臺積電還還發(fā)布了6nm RF（N6RF）制程，將先進(jìn)的N6邏輯制程所具備的功耗,、效能,、面積優(yōu)勢帶入到5G射頻（RF）與WiFi 6/6e解決方案。相較于前一世代的16nm射頻技術(shù),，N6RF晶體管的效能提升超過16%,。臺積電表示，N6RF制程針對6GHz以下及毫米波頻段的5G射頻收發(fā)器研發(fā),，可大幅降低功耗和面積,。

　　5nm方面，臺積電表示,，由于客戶對5nm需求強(qiáng)勁,，該公司5nm系列在2021年的產(chǎn)能擴(kuò)充計劃比2020年會翻倍，2022年比2020年增長3.5倍以上,，并在2023年達(dá)到2020年的4倍以上,。臺積電還推出了5nm的最新版本－N5A制程,，目標(biāo)在于滿足汽車應(yīng)用對于運(yùn)算能力日益增加的需求,，例如支持人工智能的駕駛輔助及數(shù)字車輛座艙。

　　發(fā)力先進(jìn)封裝

　　先進(jìn)制程工藝對封裝提出了更高要求,，或者說,，先進(jìn)封裝在一定程度上可以彌補(bǔ)制程工藝的不足。因此,，最近幾年,，臺積電和三星不斷在3D先進(jìn)封裝技術(shù)方面加大投入，爭取把更多的先進(jìn)技術(shù)掌握在自己手中,。

　　在臺積電2021 線上技術(shù)研討會期間,，該公司披露了3DFabric系統(tǒng)整合解決方案，并將持續(xù)擴(kuò)展由三維硅堆棧及先進(jìn)封裝技術(shù)組成的3DFabric,。

　　臺積電指出,，針對高性能運(yùn)算應(yīng)用，將于2021年提供更大的光罩尺寸,，以支持整合型扇出暨封裝基板（InFO_oS）和CoWoSR封裝方案,，運(yùn)用范圍更大的布局規(guī)劃來整合“小芯片”及高帶寬內(nèi)存。

　　此外,，系統(tǒng)整合芯片方面,，芯片堆棧于晶圓之上的版本預(yù)計今年完成7nm的驗(yàn)證,，并于2022年在嶄新的全自動化晶圓廠開始生產(chǎn)。

　　針對移動應(yīng)用,，臺積電則推出了InFO_B解決方案,，將移動處理器整合于輕薄精巧的封裝之中，提供強(qiáng)化的性能和功耗效率,，并且支持移動設(shè)備芯片制造廠商封裝時所需的動態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存堆棧,。

　　臺積電還將先進(jìn)封裝的業(yè)務(wù)拓展到了日本，這也需要一筆可觀的投資,。日本經(jīng)產(chǎn)省表示,，臺積電將在日本茨城縣筑波市設(shè)立研發(fā)據(jù)點(diǎn)，總經(jīng)費(fèi)約370億日元,，日本政府將出資總經(jīng)費(fèi)約5成予以支持,。據(jù)悉，擁有領(lǐng)先封裝技術(shù)的日本企業(yè)Ibiden,、半導(dǎo)體裝置廠商芝浦機(jī)械（Shibaura Machine ）等與半導(dǎo)體有關(guān)的約20家日本企業(yè)有望參與研發(fā),，重點(diǎn)就是“小芯片”和3D封裝技術(shù)。

　　三星研發(fā)的3D封裝技術(shù)為X-Cube,，該技術(shù)利用TSV封裝,，可讓多個芯片進(jìn)行堆疊，制造出單一的邏輯芯片,。

　　三星在7nm制程的測試過程中,，利用TSV 技術(shù)將SRAM 堆疊在邏輯芯片頂部，這也使得在電路板的配置上,，可在更小的面積上裝載更多的存儲單元,。X-Cube還有諸多優(yōu)點(diǎn)，如芯片間的信號傳遞距離更短,，以及將數(shù)據(jù)傳送,、能量效率提升到最高。

　　三星表示,，X-Cube可讓芯片工程師在進(jìn)行定制化解決方案的設(shè)計過程中,，能享有更多彈性，也更貼近他們的特殊需求,。

　　歷史競爭

　　三星與臺積電的全面競爭要追溯到早些年14nm制程的量產(chǎn),。

　　2015~2016年，隨著三星先進(jìn)制程,，特別是14nm的逐步成熟,，其從臺積電那里奪得了不少大客戶訂單，收入頗豐。彼時的智能手機(jī)市場處于平臺期（開始出現(xiàn)衰退,，但對相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的影響有滯后效應(yīng)）,，對于相關(guān)芯片的需求量還是比較旺盛。這兩方面的因素,，使得三星晶圓代工業(yè)務(wù)在2016年出現(xiàn)了大幅度的增長,。

　　而到了2016~2017年，隨著臺積電先進(jìn)制程的進(jìn)一步成熟,，三星部分大訂單又被臺積電搶了回去,；此外，全球智能手機(jī)市場全面衰退,，其負(fù)面效應(yīng)也開始顯現(xiàn),，對相關(guān)先進(jìn)制程芯片的需求大減。這兩個因素導(dǎo)致三星晶圓代工業(yè)務(wù)在2017年銷售額同比增幅（4%）大幅下降,。

　　2018年初,，在韓國首爾舉辦的三星晶圓代工論壇上，三星相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“今年的目標(biāo)是到年底,，將晶圓代工的市占率從第四名提升到第二名,，超越聯(lián)電和格芯。未來則打算超越臺積電”,。目前來看,，該公司實(shí)現(xiàn)了第一階段的目標(biāo)，坐穩(wěn)了晶圓代工二哥的位置,，但要實(shí)現(xiàn)超越臺積電的目標(biāo),，難度很大。

　　結(jié)語

　　半導(dǎo)體制造技術(shù)步入14/16nm節(jié)點(diǎn)之后,，需要采用FinFET工藝來抑制晶體管漏電和可控度降低的問題,，由此導(dǎo)致技術(shù)開發(fā)難度和資本投入都大幅度增加,，因此這一門檻也被視為先進(jìn)制程技術(shù)的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn),。

　　從發(fā)展歷史來看，臺積電的28nm制程從2011年開始量產(chǎn),，領(lǐng)先競爭對手3~5 年,，并從2014年開始量產(chǎn)16/20nm的，之后就進(jìn)入了快速增長期,，到2015年兩種制程的占比已經(jīng)達(dá)到49%,。

　　臺積電為了充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，非常注重先進(jìn)制程量產(chǎn)后的迅速擴(kuò)容,。如臺積電的130nm制程在2003年投入量產(chǎn)后,，其營收占比僅用一年時間就從0陡升到28%；28nm制程的營收占比在2011年投入量產(chǎn)后，同樣只用了一年就從2%爬升到22%,。迅速擴(kuò)張先進(jìn)產(chǎn)能幫助臺積電在每一個先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)都能快速搶占客戶資源,、擴(kuò)大先發(fā)優(yōu)勢，并使其產(chǎn)能結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)于同業(yè)競爭對手,，這樣,，更高的產(chǎn)品附加值帶來了更高的毛利率。

　　三星方面,，由于是IDM,，其設(shè)備投入和資源要優(yōu)先服務(wù)于三星電子的DRAM和NAND Flash等存儲產(chǎn)品的生產(chǎn)，能夠分配給晶圓代工部門的資源相對有限,。

　　三星晶圓代工部門另一個問題是行業(yè)競爭問題,，三星業(yè)務(wù)范圍廣泛，諸如蘋果,、高通等主要客戶本身也是三星電子的競爭對手,，即便知識產(chǎn)權(quán)和專利得到良好保護(hù)，也不能保證供應(yīng)鏈的靈活自主和上層競爭帶來的影響,。比如蘋果的A4~A7系列處理器均在三星代工,，2011年雙方爆發(fā)系列專利訴訟后，蘋果將A8轉(zhuǎn)單至臺積電代工,，A9分別交由臺積電和三星代工,，A10又全部由臺積電代工。

　　由于上述原因,，三星晶圓代工部門雖然在制程技術(shù)的進(jìn)展上和臺積電不分伯仲,，但其背景決定了它很難成為晶圓代工領(lǐng)域的巨無霸。因此,，三星于2017年決定將晶圓代工業(yè)務(wù)獨(dú)立出來,，以進(jìn)一步提升其市場競爭力。不過,，就目前來看,，實(shí)際進(jìn)展和效果不明顯。