抢先台积电展示3纳米芯片 三星秀肌肉还是争客户？

　　三星与台积电关于3 纳米半导体制造工艺之争愈演愈烈，本着“是骡是马看谁先拉出来遛遛”的竞争法则，在此前举行的IEEE 国际固态电路大会（ISSCC）上，三星首次展示了采用 3nm 工艺制造的芯片，并称预计明年投入量产，但尚未公布任何客户。

　　按照介绍，这是一颗256Gb 容量的SRAM 存储芯片，采用MBCFET 技术，面积56 平方毫米，写入电流只需要区区0.23V。三星称，三星 3GAE 工艺相比其7LPP 工艺，可将晶体管密度增加最多80%，性能提升最多30%，或者功耗降低最多50%。

　　除了拿出样品，在这次ISSCC会议上，三星还公布了3nm 制造技术的一些细节。三星3 纳米工艺中使用类似全栅场效应晶体管（GAAFET）结构，据介绍，目前有两种类型的GAAFET：一种是典型的GAAFET，被称为具有“薄” 鳍的纳米线。另一种是MBCFET，被称为具有 “厚”鳍的纳米片。在两种情况下，栅极材料在所有侧面上都围绕沟道区。纳米线和纳米片的实际实现方式在很大程度上取决于设计。许多行业观察家用术语GAAFET来描述两者。

　　1988 年，全球首次展示了GAAFET，这种晶体管的结构使得设计人员可以通过调节晶体管通道的宽度（也称为有效宽度或Weff）来精确地对其进行调谐，以实现高性能或低功耗。GAA 被称为当前FinFET 技术的升级版，该技术能够使芯片制造商将微芯片的制造工艺进一步提升。

　　据了解，在3 纳米工艺方面，台积电仍是坚持使用FinFET 技术，三星选择了向纳米片晶体管过渡。3 纳米被称为三星芯片十年计划的关键一步。2019 年三星公布了一项133 兆韩元的十年投资计划，目标是到2030 年成为全球最大的芯片系统制造商，而不仅仅是成为存储领域的顶级芯片制造商。

　　在这场比赛中，台积电当然不可能站在路边等三星快马扬鞭赶来而不作为。3 月2 日，有媒体报道，台积电有望在今年下半年开始3 纳米工艺芯片的风险生产，届时该公司将能够生产3 万块采用更先进技术的芯片。

　　不仅仅是在能力层面，在订单方面，台积电同样已经有了非常踏实的“定心丸”——苹果。台积电计划在2022 年将3 纳米工艺的月产能提升到5.5 万块，在2023 年将产能进一步扩大到 10.5 万块。三星尚未公布客户，而台积电已经有苹果追着下单。有媒体称，2022 年款的 iPhone 中，苹果将使用A16 芯片，该芯片很可能将基于台积电未来的4 纳米工艺制造，也就意味着最新的3 纳米技术有可能被用在苹果未来的A17 芯片上。按照苹果公司以往的做法，未来其Mac 产品中的芯片，也有可能会使用3 纳米技术。

　　苹果这个大客户对于代工企业有多重要，看看这份代工预测分配表就可理解。Counterpoint Research 不久前发布的报告显示，台积电的增速会高于整个行业，为13%，其中苹果是台积电的最大客户，其5 纳米全部订单都给了台积电，占其总量的53%。

　　不仅如此，还有消息爆出，台积电的2 纳米工艺将采用GAA 架构，关键工艺将联手苹果一起研发，这意味着苹果2 纳米的芯片订单也会交给台积电。按照规划，台积电的2 纳米制程会在2023 年到2024 年间推出。

　　有分析称，3 纳米将有可能是三星与台积电在制程竞赛中最为接近的一次，几乎与台积电同步。在此前的工艺制程上，台积电大约领先三星两年，自从三星规划投入133 兆韩元，全力发展晶圆代工业务后，3 纳米就成为其采用新技术架构的关键一战。业界认为，若三星发展3 纳米进程顺利并提升良率，与台积电的抢单大战也将随之引爆。

　　报告指出，2020 年全球晶圆代工行业收入达820 亿美元，同比增长23%。2021 年该行业将继续保持两位数增速，预计增速12%，总收入达920 亿美元。

　　今年英特尔有可能将更多制造进行外包，代工领域依然保持增长，如果三星3 纳米比台积电更早实现量产，那么三星是否能够抢到部分英特尔订单或更多其他客户呢？这或许是三星抢先在台积电之前拿出样片遛一遛、公布关键细节的关键原因吧。