三星將領先台積電量產3nm，台媒：贏了面子、輸了裏子

【文/觀察者網 呂棟】

日前，三星電子在財報中展望2022年二季度的表現時提到，“將通過在世界上率先量產3nm製程（GAA 3-nano）來提高技術領先地位”。這被外媒解讀為該公司將在未來幾周實現3nm製程量產。而全球最大的晶圓代工廠台積電按計劃要到2022年下半年才能量產3nm，在時間上落後於三星電子。

儘管台積電對競爭對手不予置評，但台媒《經濟日報》還是為台積電“站台説話”，稱三星雖然宣稱3nm即將量產，但從晶體管密度、功耗等關鍵指標看，三星的3nm實際上與台積電的4nm及英特爾的Intel 4（原英特爾7nm）製程相當，且良率可能存在問題。

台媒評論三星，“表面上贏了面子，實際上還是輸了裏子”。

台灣《經濟日報》報道截圖

作為當前全球芯片代工市場的“老二”，三星電子一直希望能在晶圓代工領域超車“老大”台積電。但由於雙方均持續投入，競爭格局近年來並無明顯變化，台積電目前仍佔據着全球過半份額。

為了趕超對手，三星電子不得不從製程方面下手，希望通過領先台積電量產更先進的製程，來爭奪更多的客户。

4月底，三星電子披露了2022年一季度財報。在提到代工業務時，該公司透露，儘管一季度存在供應等問題，但需求穩定，先進製程的供應有所增長。展望第二季度，該公司表示，將通過在全球率先實現3nm製程量產來提升技術領先地位，還將通過擴大供應，爭取包括美國和歐洲公司在內的全球更多客户的新訂單。

三星電子財報截圖

TechSpot等國外科技媒體指出，三星這一表態代表着該公司正全力準備讓使用環繞閘極技術（GAA）架構的3nm製程在今年上半年進入投產階段，也就是在未來8周內啓動量產程序。

台積電的3nm製程也計劃在2022年量產，不過是在下半年。

在4月上旬舉行的業績會上，台積電方面透露，採用鰭式場效晶體管（FinFET）架構的3nm依原計劃在下半年量產，將是下個大成長節點；2nm製程預計於2025年量產，有望業界領先。

據三星電子透露，相較於該公司目前採用鰭式場效晶體管（FinFET）架構的7nm製程，即將量產的3nm製程可以在0.75伏特以下的低電壓環境工作，使整體耗電量降低50%，效能提升30%，芯片體積減少45%。

不同的芯片製造架構 圖源：三星電子

不過，島內分析師指出，三星的3nm製程所能達到的晶體管密度，最終可能與英特爾的Intel 4（改名前為英特爾7nm製程），或者與台積電的5nm家族當中的4nm製程相當，但是頻寬與漏電控制表現會更好，將帶來更優異的能耗表現。

目前，三星新制程的最大變量還是良率。之前該公司推出的4nm製程因為良率太低，無法很好的解決高通驍龍8 Gen1處理器的發熱問題，導致小米OV等多家中國手機廠商展開“散熱軍備大賽”，隨後高通也將驍龍8 Gen1 plus處理器轉單給台積電代工。島內傳出，目前三星3nm良率僅約10%出頭，但未獲三星證實。

另一方面，三星也未透露採用其3nm製程的客户名單。而台積電總裁魏哲家之前在業績會上透露，該公司旗下3nm應用有諸多客户參與，預計首年相較5nm與7nm製程，會有更多的新產品設計定案，主要用於高效能運算及智能手機應用。

島內業界認為，蘋果、AMD、英偉達、高通、英特爾、聯發科等公司，將是台積電3nm製程量產初期的主要客户。而台積電透露，3nm製程在今年下半年量產後，在PPA（效能、功耗及面積）及晶體管技術方面將領先業界，且有較好的良率表現。

數據來源：TrendForce集邦諮詢

然而，儘管三星和台積電在先進製程上爭的“你死我活”，但一個不可否認的事實是，3nm等更先進製程的用户將越來越少，原因就是成本越來越高，性價比逐步降低，部分領域也用不到3nm等製程。

美國喬治敦大學沃爾什外交學院安全與新興技術中心（CSET）發佈的信息顯示，台積電一片採用3nm製程的12英寸晶圓，代工製造費用約為3萬美元，大約是5nm的1.75倍。在裸片（die）面積不變（即升級架構，不增加晶體管數量）、良率不變的情況下，未來蘋果A17處理器如果採用3nm製程，成本將上漲到154美元/顆，成為iPhone第一成本部件，而5nm的A15處理器只是iPhone的第三大成本零部件。

（資料圖）

2021年12月，台媒“Digitimes”曾報道指出，用得起台積電7nm以下先進製程的客户越來越少，大部分客户都停留在7nm，5nm以下大客户只有蘋果、聯發科、高通、AMD、英偉達、賽靈思，以及跨界的谷歌和特斯拉等大企業。至於台積電還沒量產的3nm，客户更少。除蘋果外，英特爾將是第二家採用台積電3nm製程的大客户，且對於產能相當急迫，預計未來1-2年內，英特爾有望躋身台積電前三大客户。

其實如果沒有美國製裁，華為無疑也將是台積電最先進製程的用户之一，這對於台積電攤薄研發成本等方面相當重要。但事與願違，儘管台積電“貴為”全球第一大晶圓代工廠，在技術、設備等方面仍受制於美國。

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