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三星将领先台积电量产3nm,台媒:赢了面子、输了里子

台积电 资料图

【文/观察者网 吕栋】

日前,三星电子在财报中展望2022年二季度时提到,“将通过在世界上率先量产3nm制程(GAA 3-nano)来提高技术领先地位”。这被外媒解读为该公司将在未来几周实现3nm制程量产。而全球最大的晶圆代工厂台积电按计划要到2022年下半年才能量产3nm,在时间上落后于三星电子。

尽管台积电对竞争对手不予置评,但台媒《经济日报》还是为台积电“站台说话”,称三星虽然宣称3nm即将量产,但从晶体管密度、功耗等关键指标看,三星的3nm实际上与台积电的4nm及英特尔的Intel 4(原英特尔7nm)制程相当,且良率可能存在问题。

台媒评论三星,“表面上赢了面子,实际上还是输了里子”。

台湾《经济日报》报道截图

作为当前全球芯片代工市场的“老二”,三星电子一直希望能在晶圆代工领域超车“老大”台积电。但由于双方均持续投入,竞争格局近年来并无明显变化,台积电目前仍占据着全球过半份额。

因此,三星电子不得不从制程方面下手,希望通过领先台积电量产更先进的制程,来争夺更多的客户。

4月底,三星电子披露了2022年一季度财报。在提到代工业务时,该公司透露,尽管一季度存在供应等问题,但需求稳定,先进制程的供应有所增长。展望第二季度,该公司表示,将通过在全球率先实现3nm制程量产来提升技术领先地位,还将通过扩大供应,争取包括美国和欧洲公司在内的全球更多客户的新订单。

三星电子财报截图

TechSpot等国外科技媒体指出,三星这一表态代表着该公司正全力准备让使用环绕闸极技术(GAA)架构的3nm制程在今年上半年进入投产阶段,也就是在未来8周内启动量产程序。

台积电的3nm制程也计划在2022年量产,不过是在下半年。

在4月上旬举行的业绩会上,台积电方面透露,采用鳍式场效晶体管(FinFET)架构的3nm依原计划在下半年量产,将是下个大成长节点;2nm制程预计于2025年量产,有望业界领先。

据三星方面透露,相较于该公司目前采用鳍式场效晶体管(FinFET)架构的7nm制程,即将量产的3nm制程可以在0.75伏特以下的低电压环境工作,使整体耗电量降低50%,效能提升30%,芯片体积减少45%。

不同的芯片制造架构 图源:三星电子

不过,岛内分析师指出,三星的3nm制程所能达到的晶体管密度,最终可能与英特尔的Intel 4(改名前为英特尔7nm制程),或者与台积电的5nm家族当中的4nm制程相当,但是频宽与漏电控制表现会更好,将带来更优异的能耗表现。

目前,三星新制程的最大变量还是良率。之前该公司推出的4nm制程因为良率太低,无法很好的解决高通骁龙8 Gen1处理器的发热问题,导致小米OV等多家中国手机厂商展开“散热军备大赛”,随后高通也将骁龙8 Gen1 plus处理器转单给台积电代工。岛内传出,目前三星3nm良率仅约10%出头,但未获三星证实。

另一方面,三星也未透露采用其3nm制程的客户名单。而台积电总裁魏哲家之前在业绩会上透露,该公司旗下3nm应用有诸多客户参与,预计首年相较5nm与7nm制程,会有更多的新产品设计定案,主要用于高效能运算及智能手机应用。

岛内业界认为,苹果、AMD、英伟达、高通、英特尔、联发科等公司,将是台积电3nm制程量产初期的主要客户。而台积电透露,3nm制程在今年下半年量产后,在PPA(效能、功耗及面积)及晶体管技术方面将领先业界,且有较好的良率表现。

数据来源:TrendForce集邦咨询

然而,尽管三星和台积电在先进制程上争的“你死我活”,但一个不可否认的事实是,3nm等更先进制程的用户将越来越少,原因就是成本越来越高,性价比逐步降低,部分领域也用不到3nm等制程。

美国乔治敦大学沃尔什外交学院安全与新兴技术中心(CSET)发布的信息显示,台积电一片采用3nm制程的12英寸晶圆,代工制造费用约为3万美元,大约是5nm的1.75倍。在裸片(die)面积不变(即升级架构,不增加晶体管数量)、良率不变的情况下,未来苹果A17处理器如果采用3nm制程,成本将上涨到154美元/颗,成为iPhone第一成本部件,而5nm的A15处理器只是iPhone的第三大成本零部件。

(资料图)

2021年底,台媒“Digitimes”曾报道指出,用得起台积电7nm以下先进制程的客户越来越少,大部分客户都停留在7nm,5nm以下大客户只有苹果、联发科、高通、AMD、英伟达、赛灵思,以及跨界的谷歌和特斯拉等大企业。至于台积电还没量产的3nm,客户更少。除苹果外,英特尔将是第二家采用台积电3nm制程的大客户,且对于产能相当急迫,预计未来1-2年内,英特尔有望跻身台积电前三大客户。

其实如果没有美国制裁,华为无疑也将是台积电最先进制程的用户之一,这对于台积电摊薄研发成本等方面相当重要。但事与愿违,尽管台积电“贵为”全球第一大晶圆代工厂,在技术、设备等方面也受制于美国。

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