行情丨三星3nm成功流片，台积电迎来挑战

 

在2020年时，三星曾宣布完成了3nm技术的开发，随着本次3nm制成的成功流片，也意味着最终量产的时间会越来越近。

自从英特尔在22纳米节点上首次采用FinFET架构以来，过去多年来FinFET架构一直是报道提的主流，不仅是英特尔。包括台积电等在内的半导体巨头都是采用的这一架构。

随着半导体制程由5nm迈向更加先进的制程，FinFET结构已经很难满足晶体管所需的电流驱动和静电控制能力，外界普遍认为，未来GAA架构将成为先进制程的主流。

三星3nm制程流片进度是与新思科技合作，加速为GAA架构的生产流程提供高度优化参考方法。

因为三星基于GAA技术的3nm制程不同于台积电FinFET架构的3nm制程，所以三星需要新的设计和认证工具，故而采用了新思科技的Fusion Design Platform。

预计此流程使三星3nmGAA结构制程技术可用于高性能计算（HPC）、5G、移动和高端人工智能（AI）应用芯片生产。

GAA晶体管结构象征着制程技术进步的关键转换点，对保持下一波超大规模创新所需的策略至关重要。

新思科技与三星战略合作支持提供一流技术和解决方案，确保发展趋势延续，以及为半导体产业提供机会。

三星认为采用纳米线沟道设计不仅复杂，且付出的成本可能也大于收益。因此，三星设计了一种全新的GAA形式——MBCFET（Multi-Bridge-Channel FET，多桥-通道场效应管），采用多层堆叠的纳米片来替代GAAFET中的纳米线。

这种纳米片设计已被研究机构IMEC当作FinFET架构后续产品进行大量研究，并由IBM与三星和格罗方德合作发展。

根据三星的说法，与5nm制造工艺相比，3nmGAA技术的逻辑面积效率提高了35%以上，功耗降低了50%，性能提高了约30%。

三星早在2019年就公布了3nmGAA工艺的PDK物理设计套件标准，这次3nm芯片流片是跟Synopsys合作完成的，双方联合验证了该工艺的设计、生产流程，是3nmGAA工艺的里程碑。

台积电需要到明年下半年才能进入到3nm的量产阶段，流片时间估计也要等到明年。然而，三星也抢先一步实现了3nm的流片工作。

根据三星传来的消息可知，3nm制程芯片采用GAA架构，性能比台积电的FinFET架构更为出色。

这说明在同等工艺制程上，三星的3nm芯片性能比台积电还要好。完成流片后，三星也临近3nm芯片的量产了。

估计台积电对此也是始料未及，原本每一次都是台积电领先，结果三星异军突起，带来了3nm流片成功的消息。

三星帮助高通代工骁龙888，这款芯片被广泛用于高端手机市场。芯片卖得越好，三星代工的利润也就越大。

如果后续3nm的客户还是高通，以高通在手机市场上的地位，绝对能给三星带来巨大市场份额。到时候台积电就要有一定的压力了。

台积电曾表示，其3nm芯片工艺已获得技术突破，有望在明年年底实现量产，并将优先向苹果等客户供货。

台积电拥有全球半数以上的芯片产能，更是一口气承诺在美新建6座芯片厂，自信和实力展现无遗。

如今看来，台积电的表态似乎过时过早，三星关于3nm芯片的消息，可能让台积电的计划泡汤。

台积电近期传来许多不好的消息，一是旗下的分工厂因某些问题而无法代工，让台积电损失了不少订单，二是美国突然将台积电拉入黑名单，打了台积电一个措手不及。

被美国拉入黑名单还不是最致命的，毕竟台积电能把在美国工厂撤回来；但如果三星3nm流片成功的话将进入量产阶段，这样意味着三星有可能在这里超车，成为首个能生产3nm芯片的代工厂商。

在全球芯片代加工领域，全球的芯片代加工订单大部分被他们两家瓜分，其余的芯片代加工厂只能争抢他们两剩下的订单，这两家也被称为全球半导体代工双雄。

一直以来，台积电和三星在先进的芯片制程工艺方面相互竞争，处于你追我赶的现状，一般而言，几乎都是台积电占据上风，三星紧随其后，差距并不是十分明显。

在今年的五月下旬，台积电方面透露，其3nm芯片的制程工艺研发进程迅速，预计今年下半年便可以进行试产，到了明年年末，就可以实现大规模的量产。

在性能测试中，GAA架构的晶体管有着更好的性能，优于台积电3nm工艺采用的FINFET架构，即使双方都掌握了3nm工艺芯片制造，三星3nm芯片要台积电3nm芯片更好，据了解，三星3nm芯片要比5nm芯片性能提升了30%，功耗降低了50%。

三星这次对于台积电的反超，这并非是偶然的，而是必然的，三星之前就透露过，韩国将在非存储芯片领域投资171万亿韩元，按汇率折合人民币约为9790亿元人民币，力争在2030年实现成为芯片强国的目标。

三星已经在加快脚步了，虽然台积电在产能，市场份额都有领先优势，但三星并没有放弃追赶。目标是在未来十年内，超越台积电成为全球最大的芯片厂商。

对此，三星还将2030年之前的投资提升至1514亿美元，在非存储芯片领域加大投资力度。和台积电正面竞争，并一举超越台积电。

就目前三星的发展趋势来看，已经在某个技术领域威胁到台积电的地位了。如果三星能大幅度提升产能，并且稳定良率的话，或许会缩短和台积电市场份额的距离。

如果三星能在年底实现3nm芯片量产，那对台积电来说并不是什么好消息，只能寄托台积电的3nm芯片比三星更快量产，这样还能抢夺一下市场份额，不然有可能全球第一大芯片代工厂的位置就要给三星了。

三星此次决定使用这种技术，就是在做一场豪赌，如果赌输了，那么三星很有可能会提去带台积电成为全球第一大芯片代工厂。

但如果赌输了，那么三星想要超越台积电的目标，可能就会更远了。

而如今三星如愿实现了这种3纳米芯片的流片，在很大程度上就意味着三星已经完成了弯道超车的梦想，当然这仅仅只限于3纳米芯片之上。

至于接下来台积电就尽会做出什么样的行动，我们拭目以待吧。

部分资料参考：芯智讯：《抢先台积电，三星3nmGAA工艺成功流片！到底什么是GAA？》，人工智能学家：《重磅！三星宣布3nm成功流片！》

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