幾張圖看清三星與台積電的差距_風聞

來源：內容由半導體行業觀察（ID:icbank）編譯自「seekingalpha」，謝謝。據報道，三星計劃斥資1,160億美元用於其下一代芯片業務，其中包括為外部客户製造芯片代工業務，以期在2022年之前縮小與行業領導者台積電的差距。

三星的策略是雙重的：

1.2022年下半年將量產3nm芯片，以與台積電匹配。

2.如圖1所示，採用更先進的全能柵極（GAA）技術代替TSMC的FinFET結構。

圖1資料來源：三星

GAA在晶體管性能控制方面具有顯着優勢，因為它可以更精確地控制流經溝道的電流，縮小芯片面積並降低功耗。

與FinFETs不同，在FinFETs中，更高的電流需要多個並排的鰭片，而GAA晶體管的載流能力通過垂直堆疊數個納米片，柵極材料包裹在溝道周圍而增加。

三星聲稱，與7nm技術相比，其GAA工藝將能夠使芯片面積減少45％，功耗降低50％，從而使整體性能提高35％。

在IEEE國際固態電路會議（ISSCC）上，三星工程師分享了即將推出的3nm GAE MBCFET芯片的製造細節。三星表示，傳統的GAAFET工藝使用三層納米線構造晶體管，並且柵極相對較薄。此外，三星MBCFET芯片工藝使用納米片構造晶體管。目前，三星已經為MBCFET註冊了商標。三星表示，這兩種方法都可以達到3nm。

在本文中，我從技術，產能和資本支出重點探討了三星公司目前和未來的能力（三星存儲部門除外），以及三星是否確實能夠縮小7納米以下節點的差距。

總產能

三星是否有能力在台積電主導的市場中佔據重要份額？這是一個很複雜的問題。因為台積電本身在2021年花費了創紀錄的250億美元，以確保它保持在技術和產能的前列。

表1列出了台積電和三星晶圓代工部門所有節點的總產能。從積極的一面來看，台積電的產能比例從2016年的3.3倍降至2021的2.3倍。

資本支出

表1中的數據顯示，台積電在產能方面遠遠領先於三星，但價差略有下降。原因之一是三星的資本支出增加，如表2所示，該公司在2020年的製造資本支出同比增長了85％，並計劃在2021年進一步增長32％。相比之下。台積電在2020年的資本支出變化為-7％，但在2021年將增長49％。

7nm以下的節點產能

表3顯示了7TSMC和Samsung在7nm以下節點的產能對比。在2019年和2020年，台積電在7nm節點的產能大約增加了5-6倍，到2021年的預測是3.5倍。在5納米節點，台積電的產能大約增加了四倍。

為了彌補5nm和3nm的有限產能，三星正推進先進的邏輯體系結構，我之前已經討論過，請讀者參考圖1。

客户

台積電擁有460多個客户，其領先的客户名單包括蘋果，博通，海思半導體，AMD，聯發科，NVIDIA，高通和英特爾等頂級無晶園公司和IDM。

表4顯示了這些公司及其在2019-2021年台積電收入中所佔的百分比。

至於三星，將其客户羣與台積電進行比較有點誤導。2020年，三星將其晶圓代工廠產的60％用於內部使用，主要用於智能手機的Exynos芯片。其餘產能來自非專屬客户，高通（20％），其餘20％來自Nvidia，IBM和英特爾。隨着三星在2021年增加其低於7納米的產量，自用產能佔比將降低，可能降至50％。

總結

三星比台積電落後一代，後者預計將保持5nm和3nm的領先地位。

EUV系統的不足是台積電在三星方面領先一代的催化劑。到2020年，三星電子總共購買了25台EUV光刻系統，而台積電則購買了約50台。

在短期內，有幾個緩解因素將保持這一差距：

ASML的生產限制為每年約50個EUV系統ASML還有其他要分配系統的客户，包括SK海力士，英特爾，美光科技和可能的中芯國際三星還必須分配資本支出用於其DRAM部門的EUV購買

由於三星不是台積電（TSMC）這樣的純晶圓代工廠，其7納米以下的產量中至少有50％被分配給其智能手機內部使用，這將限制其客户羣，因為其產能增長將因缺乏EUV而受到阻礙系統。

三星將通過過渡到3nm的GAA和MBCFET等高級邏輯架構，逐步縮小技術差距。GAA的功耗降低了50％，整體性能提高了35％，這將推動客户向三星遷移，只要有可用的容量。但是產能缺口仍將存在。