2022年上半年最后一天，三星“壓哨”實(shí)現(xiàn)了自己對3nm量產(chǎn)時間的承諾。6月30日上午，三星電子發(fā)布公告，稱該公司已開始量產(chǎn)基于GAA晶體管（Gate-All-Around FET，全環(huán)繞柵極）結(jié)構(gòu)的3nm芯片。
這也意味著三星領(lǐng)先臺積電，正式成為全球第一家實(shí)現(xiàn)3nm制程量產(chǎn)的廠商。根據(jù)行業(yè)跟蹤機(jī)構(gòu)TrendForce的數(shù)據(jù)，今年第一季度，臺積電占據(jù)了全球代工市場的53.5%，其次是三星，占16.3%。
目前，全球有意愿且有條件發(fā)展3nm芯片制造的廠商有臺積電、三星、英特爾三家。按計劃，臺積電的3nm制程將在2022年下半年量產(chǎn)，而英特爾7nm制程改名后的Intel 4也計劃在2022年下半年量產(chǎn)。
根據(jù)三星公布的數(shù)據(jù)，與5nm制程相比，3nm制程可以降低45%的功耗、提升23%的性能和縮小16%的芯片面積。而且，三星同時透露，第二代3nm制程將有進(jìn)一步的優(yōu)化，將降低50%的功耗，提升30%的性能，縮小35%的面積。
一路走來，三星3nm量產(chǎn)之路并不順利。今年4月，有消息傳出，三星基于GAA晶體管的3nm工藝良率才到10%-20%，遠(yuǎn)低于預(yù)期，這意味著公司需要付出更高的成本。今年5月，業(yè)界再次傳出消息，三星3nm良率問題已解決，3nm GAA制程將如期量產(chǎn)。
6月初，又有消息稱，三星的3nm制程已經(jīng)進(jìn)入了試驗(yàn)性量產(chǎn)。然而就在幾天后的6月22日，市場卻又傳出三星因良率遠(yuǎn)低于目標(biāo)延遲3nm芯片量產(chǎn)的消息。直到6月30日三星才宣布成功。
HMC投資和證券公司技術(shù)研究部負(fù)責(zé)人格雷格·盧預(yù)期，三星電子晶圓代工業(yè)務(wù)今年將同比增加大約40%，“三星電子接到的晶圓代工訂單數(shù)量超過其生產(chǎn)能力?，F(xiàn)在的問題是，這家公司能否通過長期計劃和充足投資，良好、迅速滿足需求”。
三星電子公司上月曾表示，今后5年間將在半導(dǎo)體和生物技術(shù)領(lǐng)域投資450萬億韓元（約合2.32萬億元人民幣）。這一投資規(guī)模比過去5年增加120萬億韓元（6192億元人民幣），增幅達(dá)36%。
與三星的大膽和急迫相比，其業(yè)內(nèi)最大的競爭對手臺積電就顯得有些“不緊不慢”。此前，臺積電CEO魏哲家曾透露公司同樣在按計劃推進(jìn)3nm工藝制程的項(xiàng)目，計劃于2022年大規(guī)模量產(chǎn)；到2025年，實(shí)現(xiàn)2nm制程芯片的批量生產(chǎn)。不過，目前相關(guān)工藝制程芯片的項(xiàng)目進(jìn)度如何，臺積電方面仍然沒有透露消息。
而在三星急于在3nm切入GAA架構(gòu)之時，臺積電宣布其3nm中仍將沿用FinFET架構(gòu)，在2nm時再切入GAA架構(gòu)。雖然GAA是在更小尺寸下更加被普遍看好的工藝結(jié)構(gòu)，但在3nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)中采用GAA架構(gòu)，仍是一個值得商榷的問題。
不過，這并不代表三星在芯片代工市場上就能夠一帆風(fēng)順。一方面，臺積電正在計劃于2025年實(shí)現(xiàn)2nm芯片的量產(chǎn)，這意味著三星方面需要加緊新技術(shù)的研發(fā)工作，以防在下一代新技術(shù)上被臺積電反超。
另一方面，由于4nm制程芯片的功耗問題，高通等重要客戶對三星的3nm制程工藝目前都保持觀望態(tài)度，不敢隨意進(jìn)行嘗試。
在此之前，三星就有多次由于芯片性能出現(xiàn)問題，導(dǎo)致大客戶轉(zhuǎn)而尋求與臺積電合作的情況。例如，高通發(fā)布的搭載三星4nm工藝的驍龍8，陷入了功耗的滑鐵盧，因此，高通于今年5月發(fā)布的驍龍8的升級版驍龍8+，采用了臺積電4nm工藝。
此外，NVIDIA的AmpereGPU也由于性能不佳，其下一代產(chǎn)品將轉(zhuǎn)而采用臺積電的芯片，這些GPU原本采用的是三星的8nm工藝制程。因此，此次三星的3nm制程，是否會再次陷入性能的“滑鐵盧”中，也難以預(yù)測。
Daol投資證券的分析師Kim Yang-jae表示，“目前只有兩種存儲芯片——DRAM和NAND閃存，然而非存儲芯片的種類太多了。你可以專注于提高存儲芯片的效率這一件事，但這在一千種不同的非存儲芯片領(lǐng)域，是行不通的”。
香港未來資產(chǎn)證券（Mirae Asset Securities）的數(shù)據(jù)顯示，2017-2023年，三星資本支出的復(fù)合年均增長率（CAGR）估計為7.9%，而臺積電估計為30.4%。
北京商報綜合報道
