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    量產(chǎn)3nm芯片 三星搶跑

    2022年上半年最后一天,三星“壓哨”實現(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現(xiàn)3nm制程量產(chǎn)的廠商。根據(jù)行業(yè)跟蹤機構(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%,遠低于預期,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)進入了試驗性量產(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低于目標延遲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)研究部負責人格雷格·盧預期,三星電子晶圓代工業(yè)務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3nm工藝制程的項目,計劃于2022年大規(guī)模量產(chǎn);到2025年,實現(xiàn)2nm制程芯片的批量生產(chǎn)。不過,目前相關(guān)工藝制程芯片的項目進度如何,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順。一方面,臺積電正在計劃于2025年實現(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

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