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芯片制造技术战进入白热化，三星投产3纳米芯片，台积电布局2纳米产能

2022-09-21 123

三星和台积电两大芯片厂商在3纳米芯片技术研发上一直竞争激烈，而如今，随着双方新动作频频，这场芯片顶尖制程技术战，日趋白热化。

今年6月底，三星电子官宣，公司位于韩国的华城工厂已经开始大规模生产3纳米制程半导体芯片。

消息发酵不过一周，台积电就对外表示，自家的3纳米制程将在今年下半年试产，同时将斥巨资扩大2纳米产能布局，并在2024年试产，2025年开始量产。

三星首产3纳米，反超台积电

今年上半年实现3纳米芯片投产，意味着三星首次在先进工艺层面反超台积电，成为全球第一家量产3纳米芯片的厂商。

三星官网公布的信息显示，此次量产的3纳米芯片与之前的5纳米芯片相比，性能提升23%，功耗降低45%，芯片面积缩小16%。

而且，与目前主流的鳍式场效应晶体管（FinFET）结构不同，三星3纳米采用的是全栅极（GAA）技术结构，可以更为精确地减少漏电损耗，降低功耗。

▲来源：三星官网

三星晶圆代工业务主管崔世英表示：“我们将通过全球首个3纳米制程来维持自己的领导地位。”

台积电随后关于3纳米投产以及2纳米布局的公开表态，被外界解读为对三星最新消息的回应。多位半导体业内人士在接受采访时表示，两家厂商的举动，将加剧芯片先进制程领域的竞争，并将2纳米之争推向比外界所预想的更为激烈的程度。

三星的挑战：客户在哪

三星官宣3纳米芯片量产消息后，有韩国证券机构提出疑问，“客户究竟是谁？”

在半导体行业，先进的芯片制程技术是一家企业技术实力的展现，但最终能够落地到市场订单上，才具有现实意义。

三星方面并未在公开消息中公开客户企业名称，仅表示“首先将被高性能计算机采用”。

韩国媒体报道认为，三星3纳米芯片的生产地并非引进最新设备的平泽工厂，而是负责开发制造技术的华城工厂，据此分析三星3纳米芯片处于试产阶段，“可能是极小规模量产”。

另有来自供应商渠道的消息称，三星或将首先向加密资产挖矿企业提供运算处理半导体。

一位芯片行业分析师告诉《财经国家周刊》，目前明确要使用3纳米芯片的只有苹果和英特尔，但这两家公司都已与台积电建立合作，“他们换供应商的可能性不大，三星的3纳米芯片未来除了用在自家产品上，还需要努力寻找其他买家。”

这位分析师认为，AMD、英伟达、紫光展锐或是三星3纳米工艺芯片的潜在客户。

“一超多强”市场格局短期不变

市场调研机构TrendForce发布的报告显示，2022年第一季度全球半导体代工市场排名中，台积电以53.6%的份额位居第一，三星位居第二，市场份额为16.3%。

此次3纳米芯片投产领先，能让三星逆转竞争形势吗？

一位芯片行业研究人员认为，三星3纳米芯片采用的GAA工艺根本没有成熟，相关的测量、蚀刻、材料、化学品等方面，都存在问题，是“赶鸭子上架”。

前述分析师也认为，虽然抢到了“首产”的名头，但客户更关心三星3纳米的良品率问题，“如果不能保证良品率，也很难获取客户信心。”

不过，三星冒险上GAA工艺，也有换道超车的考量。CHIP全球测试中心中国实验室主任罗国昭认为，如果不在3纳米上抢先使用GAA工艺，按照目前的市场格局以及既有的竞争路径演进分析，三星追上台积电的可能性很小。

在罗国昭看来，当下的芯片代工已经变成一个资本与技术双密集型的产业，这也意味着行业的马太效应极强。目前，双方的市场份额差距仍有扩大趋势，因此，三星必须放手一搏。

TrendForce一位内部人士告诉《财经国家周刊》，三星想要靠一代产品实现逆转，“压力很大，而且台积电已经宣布下半年试产3纳米，2024年试产2纳米，更新一轮制程工艺的角力已经开始了。”

也有多位业内人士认为，虽然“一超多强”的格局短时间不会大变，但随着三星以及英特尔向2纳米发起冲刺，台积电也要添几分危机感，半导体制造业近五年在制程技术上狂飙突进，未来还会有替代硅芯片的新方案，会涌入更多的竞争者。

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