三星3nm制程力圖彎道超車,正式引爆今年臺積電與三星最先進的制程競爭激戰(zhàn)
據(jù)臺媒《經(jīng)濟日報》5月2日轉(zhuǎn)引外媒披露,三星在對投資人釋出的最新簡報中透露,旗下3nm制程將在未來幾周內(nèi)開始投產(chǎn),進度比臺積電更快,力圖彎道超車,正式引爆今年臺積電與三星最先進的制程競爭激戰(zhàn)。臺積電向來不對競爭對手置評。臺積電先前于法說會上指出,采用FinFET架構(gòu)的3nm依原規(guī)畫在下半年量產(chǎn),將是“下個大成長節(jié)點”。
業(yè)界人士分析,三星雖然宣稱3nm邁入量產(chǎn)倒數(shù)計時,但從晶體管密度、效能等層面分析,三星的3nm與應(yīng)與臺積電5nm家族的4nm,以及英特爾的Intel 4制程相當。據(jù)臺媒《經(jīng)濟日報》分析,三星以“3nm”為最新制程進度命名,表面上贏了面子,但在晶體管密度、效能等都還是落后臺積電,“實際上還是輸了里子”。TechSpot等外媒報導,三星向投資人簡報表示,正全力準備讓GAA架構(gòu)的3nm制程在今年上半年進入投產(chǎn)階段,也就是在未來八周內(nèi)啟動量產(chǎn)程序,意味3nm量產(chǎn)倒數(shù)計時。
三星表示,相較于目前旗下7nm FinFET架構(gòu)制程,新的3nm制程所生產(chǎn)的芯片,可以在0.75伏特以下的低電壓環(huán)境工作,使整體耗電量降低50%,效能提升30%,芯片體積減少45%。分析師指出,三星的3nm制程所能達到的晶體管密度,最終可能與英特爾的制程4或者臺積電的nm米家族當中的4nm相當,但是頻寬與漏電控制表現(xiàn)會更好,帶來更優(yōu)異的效能。
但目前無法得知的最大變量,是三星的3nm制程良率能有多好。三星先前全力發(fā)展的4nm制程就因良率太低,導致主要客戶大幅轉(zhuǎn)單臺積電。業(yè)界傳出,目前三星3nm良率僅約10%出頭,但未獲三星證實。另一方面,三星也未透露采用其3nm制程的客戶。相較之下,臺積電總裁魏哲家先前已于法說會上透露,旗下3nm應(yīng)用有諸多客戶參與,預(yù)計首年相較5nm與7nm,會有更多新的產(chǎn)品設(shè)計定案。
業(yè)界認為,蘋果、AMD、英偉達、高通、英特爾、聯(lián)發(fā)科等大廠,都會是臺積電3nm量產(chǎn)初期的主要客戶,應(yīng)用范圍涵蓋高速運算、智慧手機等領(lǐng)域。臺積電強調(diào),3nm今年下半年量產(chǎn)之后,在PPA(效能、功耗及面積)及晶體管技術(shù)都將領(lǐng)先,且有良好的良率,有信心3nm會持續(xù)贏得客戶信賴。另外,臺積電也已著手進行更先進的2nm布局,預(yù)期2024年風險試產(chǎn),目標2025年量產(chǎn),看好2nm將是業(yè)界最領(lǐng)先,且是支持客戶成長最適合的技術(shù)。
三星在向投資者發(fā)布的最新簡報中透露,其3nm工藝將在未來幾周內(nèi)投產(chǎn)。如果取得成果,它的進展將比臺積電更快。然而,臺積電從來不評論競爭對手。臺積電表示,采用FinFET架構(gòu)的3nm芯片將于今年下半年量產(chǎn)。業(yè)內(nèi)分析人士認為,雖然三星電子聲稱3nm工藝已進入量產(chǎn)倒計時,但從晶體管密度和性能來看,三星的3nm工藝將與臺積電的5nm工藝和英特爾的英特爾4nm工藝相媲美。三星電子的“3nm”工藝在理論上是最新的,但在實踐中仍落后于臺積電。三星電子向投資者介紹說,正在為今年上半年(1 ~ 6月)以GAA為基礎(chǔ)的3nm工藝投入生產(chǎn)做充分準備。也就是說,將在8周內(nèi)開始批量生產(chǎn)。
三星聲稱,相對于目前的7nm FinFET架構(gòu)工藝,新的3nm工藝芯片可以在低于0.75V的低電壓環(huán)境下工作。這將減少50%的整體電力消耗。它還將提高30%的性能,減少45%的芯片尺寸。雖然三星電子的3nm制程可以與臺積電的4nm制程相媲美,但前者的帶寬和泄漏控制性能會更好。這很可能會帶來更好的性能。但是,目前還不能確定的最大變數(shù)是三星電子的3nm制程產(chǎn)率到底有多高。三星的4nm工藝的成品率非常低,這導致主要客戶轉(zhuǎn)向臺積電。
據(jù)業(yè)界報道,三星的3nm產(chǎn)率僅為10%左右,但尚未得到三星的證實。該行業(yè)認為,蘋果、AMD、NVIDIA、高通、英特爾和MediaTek等主要制造商將在3nm批量生產(chǎn)的早期階段成為TSMC的主要客戶,應(yīng)用程序覆蓋高速計算、智能手機和其他領(lǐng)域。臺積電聲稱,在今年下半年大規(guī)模生產(chǎn)3nm后,它將在PPA(性能、功耗和面積)和晶體管技術(shù)中領(lǐng)先,相信3nm將繼續(xù)贏得客戶的信任。
芯片的發(fā)展越來越迅速,先進制程芯片量產(chǎn)的速度也是越來越快,從28納米,就這么幾年的時間,如今已經(jīng)成功挺進到4納米。這意味著什么?意味著芯片先進制程已經(jīng)即將就要接觸到摩爾定律的極限了。
當然,如今全球企業(yè)在芯片先進制程上依舊還在不斷努力中,三星,這個國際性的全能企業(yè),在3納米芯片方面也傳來了新進展,據(jù)說三星準備在3納米方面采用新工藝。那么,這次三星是否真能實現(xiàn)3納米的量產(chǎn)嗎?畢竟三星叫嚷3納米也已經(jīng)有很多年了,但是連影子都沒見到。
三星如今研發(fā)出這樣一個更加先進的3納米制程工藝,那么究竟有沒有希望能挽回有點要跑掉的高通呢?
根據(jù)韓國媒體報道,三星今年準備在韓國平澤市開工建設(shè)3納米晶圓廠,目前預(yù)計可能會在6月份還7月份動工,并且還準備一并將相應(yīng)的設(shè)備落實到位。在3納米芯片的制程工藝上,三星大有破釜沉舟的樣子。
我國的臺積電也確實有向3納米芯片進軍,但是,目前臺積電使用的可是比較傳統(tǒng)的FinFET工藝。而三星偏不,三星這次準備用什么呢?準備使用新工藝,準備成為第一個吃螃蟹的人。這個新工藝就是GAA晶體管工藝。
根據(jù)韓國媒體報道,三星今年準備在韓國平澤市開工建設(shè)3納米晶圓廠,目前預(yù)計可能會在6月份還7月份動工,并且還準備一并將相應(yīng)的設(shè)備落實到位。在3納米芯片的制程工藝上,三星大有破釜沉舟的樣子。
我國的臺積電也確實有向3納米芯片進軍,但是,目前臺積電使用的可是比較傳統(tǒng)的FinFET工藝。而三星偏不,三星這次準備用什么呢?準備使用新工藝,準備成為第一個吃螃蟹的人。這個新工藝就是GAA晶體管工藝。
使用GAA新工藝生產(chǎn)出來的芯片,功耗據(jù)說大約能降低50%,性能可以提高35%,至少還是從理論上來說,因為目前還沒有人試過,三星用這種新工藝生產(chǎn)的芯片,確實會優(yōu)于臺積電的傳統(tǒng)功能工藝。
但是,三星的3納米新工藝芯片要想實現(xiàn)超越臺積電傳統(tǒng)工藝的3納米芯片,那么,首先就要一個大變數(shù)。那就是三星在3納米芯片方面已經(jīng)喊了幾年了,但是目前也僅僅看見三星動動嘴皮子,那么,這次三星傳出準備采用新工藝,準備建廠,這次真有希望能實現(xiàn)3納米芯片的量產(chǎn)嗎?
其實,三星這次還是很有希望能實現(xiàn)自身這種使用更先進新技術(shù),3納米芯片的量產(chǎn)的。在2020年11月9日,三星就定下了在2022年,也就是今年實現(xiàn)3納米芯片量產(chǎn)的遠大目標,當時,根據(jù)相關(guān)三星高管透露,三星不僅僅定下了目標,甚至還制定了行動計劃,預(yù)計想要投入1160億美元發(fā)展芯片。
這樣的資金投入無疑也是非常巨大的,在這樣巨大的資金投入下,加上如今在3納米芯片方面,三星已經(jīng)研究了整整差不多有兩年的時間了,在時間也不短,投入也不少的情況下,想要在今年實現(xiàn)3納米芯片的量產(chǎn),其實也不是不可能。
三星電子代工部門最近深陷負面?zhèn)髀勚?。先是有消息稱涉嫌偽造并虛報 5nm、4nm 和 3nm 工藝良率,讓高通等 VIP 客戶不得不另投臺積電,近日又被黑客竊走 200GB 數(shù)據(jù)。
不過從技術(shù)上來看,三星依然是唯一一家能夠緊跟臺積電的晶圓代工廠,而且三星在接下來的 3nm 節(jié)點上將更加激進,并想要在全球首次推出 GAA 晶體管工藝,放棄 FinFET 晶體管工藝(臺積電 3nm 工藝仍將基于 FinFET 工藝)。
三星正計劃在 2022 年上半年完成其 3nm GAA 工藝的質(zhì)量評估。據(jù)韓國媒體報道,三星已經(jīng)準備好在韓國平澤市的 P3 工廠開工建設(shè) 3nm 晶圓廠,計劃于 6、7 月份動工,并及時導入設(shè)備。
根據(jù)三星的說法,與 7nm 制造工藝相比,3nm GAA 技術(shù)的邏輯面積效率提高了 45% 以上,功耗降低了 50%,性能提高了約 35%,紙面參數(shù)上來說卻是要優(yōu)于臺積電 3nm FinFET 工藝。
三星代工是三星的代工芯片制造業(yè)務(wù)部門,此前有消息稱其目前正在與客戶一起進行產(chǎn)品設(shè)計和批量生產(chǎn)的質(zhì)量測試。該業(yè)務(wù)部門的目標是擊敗競爭對手臺積電,在 3nm GAA 領(lǐng)域獲得“世界第一”的稱號。然而三星能否在 3nm 的性能和產(chǎn)能上滿足客戶的要求還有待觀察。
韓國遠大證券的數(shù)據(jù)顯示,截至 2020 年,三星 Foundry 擁有的專利僅為 7000- 10000 項,而其競爭對手臺積電已獲得約 3.5 萬至 3.7 萬項專利。因此,業(yè)界認為三星認為缺乏 3nm 相關(guān)專利,這可能是個問題。
IT之家了解到,三星旗下 Galaxy 設(shè)備被黑客攻破,近 200GB 數(shù)據(jù)信息泄露,涉及合作伙伴高通機密數(shù)據(jù),數(shù)億名 Galaxy 設(shè)備用戶正在面臨著新的潛在安全風險,引起業(yè)界關(guān)注。
除此之外,韓國媒體此前還報道稱,三星高管可能在試產(chǎn)階段捏造了其 5nm 以下工藝的芯片良率,以抬高三星代工業(yè)務(wù)的競爭力。隨后,三星啟動了對原本計劃擴大產(chǎn)能和保證良率的資金下落的調(diào)查,進一步了解半導體代工廠產(chǎn)量和良率情況。





