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三星、臺(tái)積電決戰(zhàn)3nm制程:既分高下,,也決生死

2022-08-29
來源:雷科技
關(guān)鍵詞: 三星 臺(tái)積電 3nm

近兩年,,全球遭遇巨大的芯片危機(jī),各大芯片代工廠即便把所有產(chǎn)線的產(chǎn)能拉滿,,也難以滿足市場(chǎng)的需求,,導(dǎo)致芯片價(jià)格一路飆升,狂漲數(shù)十倍,。臺(tái)積電三星作為目前全球排名前二的芯片代工廠,,更是在這兩年中賺得盆滿缽滿,哪怕臺(tái)積電不斷提高芯片代工價(jià)格,,訂單還是接到手軟,。特別是下半年3nm工藝量產(chǎn),更是可能給臺(tái)積電帶來巨幅的營(yíng)收增長(zhǎng),。

近日,,中國(guó)臺(tái)灣《工商時(shí)報(bào)》報(bào)道稱,臺(tái)積電3nm工藝完成技術(shù)研發(fā)及試產(chǎn)工作后,第三季度下旬投片量就會(huì)開始拉升,,第四季度的月投片量將達(dá)到千片以上水準(zhǔn),,進(jìn)入到量產(chǎn)階段。以目前的情況來看,,3nm工藝初期良品率表現(xiàn)比之前的5nm工藝的初期更好,,明年即可穩(wěn)定量產(chǎn),并開始貢獻(xiàn)營(yíng)收,。蘋果作為臺(tái)積電最大客戶,,將率先嘗鮮新工藝,據(jù)傳M2 Pro就將基于3nm工藝打造,。

(圖源:三星官方)

三星作為臺(tái)積電的老對(duì)手自然不會(huì)示弱,,7月份就已宣布3nm工藝量產(chǎn)并正式出貨,比臺(tái)積電還早,。如今,兩大芯片代工廠先后邁入到3nm時(shí)代,,宣告著兩家之間的最終戰(zhàn)即將拉響,。三星為了搶到臺(tái)積電的訂單,更是豪擲50000億韓元(約合257億元人民幣)擴(kuò)產(chǎn)4nm工藝,,希望拿到高通,、AMD、英偉達(dá)等大廠的訂單,。

臺(tái)積電和三星之間的競(jìng)爭(zhēng)已持續(xù)了近十年,,三星這次能否如愿借助3nm工藝實(shí)現(xiàn)彎道超車,一舉趕超臺(tái)積電呢,?答案可能很快就會(huì)揭曉,。

臺(tái)積電、三星的歷史恩怨

臺(tái)積電和三星作為芯片代工廠,,自身其實(shí)是不會(huì)進(jìn)入芯片研發(fā)或銷售領(lǐng)域,,以避免和客戶之間形成競(jìng)爭(zhēng)。所以,,他們最主要的賺錢方式,,得依靠蘋果、AMD,、高通等芯片制造商提供的代工訂單,。其中,蘋果毫無疑問是最大的客戶,,每年僅iPhone產(chǎn)品可能就需要2億枚以上芯片,,如今再加上M系列,芯片需求量非常夸張,。誰能拿下蘋果的芯片訂單,,就意味著你的營(yíng)收有穩(wěn)定的保障,而這也真是臺(tái)積電和三星爭(zhēng)奪的目標(biāo),。

早年,,三星其實(shí)占據(jù)了絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。2007年喬布斯發(fā)布第一代iPhone時(shí),,使用的正是從三星采購(gòu)的ARM架構(gòu)芯片,。后續(xù)搭載于iPhone 4、iPhone 4s,、iPhone 5,、iPhone 5s/5c身上的A4、A5,、A6,、A7芯片也均由三星代工,那時(shí)候還沒有臺(tái)積電什么事,。

而轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在2011年,,因?yàn)槿亲约阂矎氖率謾C(jī)研發(fā)和銷售業(yè)務(wù),且是全球最大的手機(jī)廠商,,如此一來就與蘋果在智能手機(jī)市場(chǎng)上有了競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,。當(dāng)時(shí),蘋果在美國(guó)對(duì)三星提起訴訟,,認(rèn)為三星第一代Galaxy手機(jī)與iPhone長(zhǎng)得太像了,,侵犯了蘋果的若干專利,要求賠償10.5億美元,。三星自然是不服氣,,兩家就這樣互相拉扯,直到2018年6月雙方才達(dá)成和解,。

(圖源:theverge)

蘋果與三星鬧矛盾,,蘋果自然不愿意繼續(xù)找三星代工,所以從2011年起就開啟了“去三星化”進(jìn)程,。本來A5,、A6和A7芯片都準(zhǔn)備找其他廠商代工,但當(dāng)時(shí)的臺(tái)積電工藝制程不如三星,,良品率也遠(yuǎn)不及預(yù)期,,蘋果只能繼續(xù)選擇三星,直到2014年推出的A8芯片,,才全部轉(zhuǎn)由臺(tái)積電代工,。

臺(tái)積電能順利從三星手中搶到蘋果的訂單,,一方面是蘋果急著尋找可替代的代工商,給臺(tái)積電制造了很大的機(jī)會(huì),。另一方面是臺(tái)積電在20nm工藝上取得重大突破,,良品率大幅提升,而三星的20nm工藝突然掉鏈子,,關(guān)鍵問題遲遲無法解決,,良品率滿足不了蘋果的要求。正是這樣的天時(shí)地利,,讓臺(tái)積電成功抱到了蘋果這條大腿,。

大客戶被搶三星自然很不爽,于是決定不搞20nm,,選擇直接從28nm跳到14nm,,對(duì)臺(tái)積電的16nm形成反超。所以,,在2015年的A9芯片上,,蘋果又重新分給三星一部分訂單,于是出現(xiàn)臺(tái)積電代工和三星代工兩種版本,。理論上,,三星14nm表現(xiàn)應(yīng)該是優(yōu)于臺(tái)積電16nm,但消費(fèi)者的口碑卻完全相反,,很多人都擔(dān)憂買到三星代工的版本,。

這次的失利,,讓三星徹底失去蘋果的代工訂單,,之后的A10、A11,、A12,,以及今年的A16均由臺(tái)積電代工,制程也從2015年的16nm,,穩(wěn)步提升到4nm,。隔壁三星確實(shí)也在緊追臺(tái)積電的步伐,去年也量產(chǎn)了4nm芯片,,高通驍龍8 Gen1就是基于三星4nm生產(chǎn),。但實(shí)際表現(xiàn)大家都有目共睹,以至于下半年的驍龍8+ Gen1緊急轉(zhuǎn)為臺(tái)積電4nm代工,,這才強(qiáng)行挽回了高通的口碑和市場(chǎng)地位,。

在芯片代工賽道上,三星的起點(diǎn)領(lǐng)先了臺(tái)積電數(shù)百米,,但奈何中期連續(xù)多次失利,,才讓臺(tái)積電一步步實(shí)現(xiàn)反超,,直至今日的大幅領(lǐng)先。臺(tái)積電飛快的崛起速度,,打亂了三星技術(shù)迭代的節(jié)奏,,以至于出現(xiàn)了一代拖垮一代的局面。經(jīng)過多年的積累,,三星和臺(tái)積電同一代工藝之間也存在明顯的性能差距,,想要追趕甚至反超,難度確實(shí)不小,。

三星最后的“背水一戰(zhàn)”

其實(shí),,三星也清楚自己與臺(tái)積電之間存在這技術(shù)差距,所以想要對(duì)臺(tái)積電形成反超,,就必須拿出更強(qiáng)的“殺手锏”,。據(jù)官方介紹,三星3nm工藝采用了更加先進(jìn)的GAA環(huán)繞柵極晶體管,,領(lǐng)先于臺(tái)積電的FinFET技術(shù),。與目前的7nm工藝相比,三星3nm GAA技術(shù)的邏輯面積效率提高45%,、性能提升35%,、功耗降低50%。如果從紙面參數(shù)上看,,三星3nm確實(shí)要強(qiáng)于臺(tái)積電的3nm,,但實(shí)際表現(xiàn)如何暫時(shí)還未知,希望2015年的情況不會(huì)再重演,。

(圖源:wccftech)

經(jīng)歷了前幾年的連續(xù)失利,,三星幾乎把追趕臺(tái)積電的全部希望都押注在3nm工藝上。早在2019年,,臺(tái)積電剛推出第二代7nm工藝時(shí),,三星就在布局3nm GAA工藝,與新思科技合作完成了3nm芯片的設(shè)計(jì)研發(fā),。盡管量產(chǎn)時(shí)間從2021年推遲到2022年,,但終究是趕在臺(tái)積電之前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)??梢哉f,,3nm相當(dāng)于三星最后的“背水一戰(zhàn)”,如果能一舉追趕臺(tái)積電,,或許未來有機(jī)會(huì)形成雙雄爭(zhēng)霸的局面,。否則,臺(tái)積電將徹底壟斷全球先進(jìn)工藝芯片產(chǎn)能,,因?yàn)榻酉聛淼?nm工藝更艱難,,即便能量產(chǎn)也是三四年后的事情了,。

TrendForce公布的數(shù)據(jù)顯示,2022年一季度臺(tái)積電在晶圓代工市場(chǎng)的份額高達(dá)53.6%,,三星排名第二但份額僅16.3%,,差距還是相當(dāng)遙遠(yuǎn)的。三星3nm工藝雖然率先實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),,但高通,、AMD、英偉達(dá)等客戶是否會(huì)采用還不得而知,,更別說從臺(tái)積電哪里搶回蘋果的訂單了,。可見,,即便三星實(shí)現(xiàn)對(duì)臺(tái)積電的反超,,也挺難挽回當(dāng)前的市場(chǎng)局面,畢竟兩者的差距真的太大了,。

(圖源:TrendForce)

如今,,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)入到高速發(fā)展階段,先進(jìn)工藝必然是最關(guān)鍵的技術(shù)儲(chǔ)備,。但說句實(shí)話,,真正需要用到5nm、3nm工藝制程的芯片產(chǎn)品其實(shí)少之又少,,每年也就只在手機(jī)芯片上看到,。英特爾12代酷睿用的還是10nm工藝,AMD即將推出的銳龍7000系列,,也才剛剛用上5nm工藝,。而這樣的水平,芯片性能已完全滿足消費(fèi)者的日常使用需求,,大家對(duì)3nm乃至更先進(jìn)工藝其實(shí)沒有想象中的那么迫切,。

3nm工藝確實(shí)能顯著提升手機(jī)芯片的性能及能耗,,但目前的手機(jī)處理器的性能早已嚴(yán)重過剩,,堆砌更多的性能也難以發(fā)揮利用。一味地追求工藝制程的進(jìn)步,,其實(shí)只是讓紙面數(shù)據(jù)看起來更華麗一些,,并不能為用戶的實(shí)際體驗(yàn)帶來多大的提升。并且,,處理器使用更先進(jìn)的工藝制程,,也意味著其制造成本更高,手機(jī)的價(jià)格也就更貴,,這部分代價(jià)都需要消費(fèi)者去承擔(dān),。

(圖源:三星官方)

在小雷看來,,臺(tái)積電、三星發(fā)力3nm工藝,,更多還是在向行業(yè)展示自己的技術(shù)實(shí)力,,以鞏固企業(yè)在行業(yè)和市場(chǎng)中的地位,提高影響力,。真正需要用上3nm制程的產(chǎn)品真的很少,,電動(dòng)汽車上大量的芯片其實(shí)28nm就足以滿足需求。三星3nm如果能成,,往后5nm,、7nm的訂單自然也會(huì)相應(yīng)增加,對(duì)提高市場(chǎng)份額有巨大幫助,,就看三星能否打贏這場(chǎng)翻身仗了,。

來源:雷科技



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