三星|三星量产3nm!真领先台积电 还是“赶鸭子上架”?( 三 )


而且,需要指出的是,三星3nm GAA制程工艺的晶体管密度只比其前代5nm制程工艺的晶体管密度仅提升了16%(面积可减少16%) 。而台积电3nm的晶体管密度相比其5nm则是提升了30% 。也就是说三星3nm GAA制程工艺依靠更少的晶体管密度的提升,达到了更好的性能提升和功耗降低的幅度,显然,这与全新的GAA架构所带来的提升直接相关 。
我们从台积电公布的其2nm GAA制程工艺与其3nm的对比数据,也同样能够看到GAA晶体管架构所带来的直接提升 。
台积电第一代采用纳米片晶体管(Nanosheet,就是GAA)架构的N2(即2nm)制程相较于其N3E(3nm的低成本版)工艺,在相同功耗下,性能将提升10~15%;而在相同性能下,台积电2nm工艺的功耗将降低23~30%;晶体管密度仅提升了10% 。
三星|三星量产3nm!真领先台积电 还是“赶鸭子上架”?
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也就是说台积电2nm GAA制程工艺仅用了10%的晶体管密度的提升,就带来了最多15%的性能提升、最多30%的功耗的降低 。已经基本达到了台积电3nm相比5nm的代际提升的幅度,而且后者还是在晶体管密度提升了30%的情况下实现的 。这也再度反应了GAA晶体管架构所能够带来的提升 。
与台积电一样,英特尔也选择了在Intel 3(相当于台积电3nm制程工艺)继续采用FinFET技术,预计在2023年量产,相比Intel 4可带来每瓦性能上约18%的提升 。直到Intel 20A(相当于台积电2nm制程工艺)英特尔才会使用RibbonFET(即GAA)技术,预计将领先台积电在2024年上半年量产,但是具体的细节参数并未公布 。
三星|三星量产3nm!真领先台积电 还是“赶鸭子上架”?
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在GAA专利技术布局方面,之前的一份数据显示,2011~2020年期间,全球有31.4%的GAA专利来自台积电,20.6%来自三星 。
先进制程晶圆代工市场的竞争正在加剧
一直以来,三星都希望能够在晶圆代工业务上超越台积电,其中对于先进制程的争夺更是成为了双方的焦点 。抢先量产更为先进的半导体制程工艺,不仅能够体现自身的技术实力,同时也意味着三星能够为客户更快的生产更先进的芯片,帮助客户更快的在市场竞争当中占据有利的地位 。这也使得三星能够凭借抢先量产更先进的制程工艺抢到更多的客户 。
比如在2014年底,三星就抢先台积电量产了14nm工艺,而台积电16nm在2015年年中才开始量产 。制程工艺上的领先,也使得三星在当时顺利拿下了苹果iPhone 6S系列所采用的苹果A9处理器的超过半数订单 。
但是,随后不论是从用户的体验,还是专业的机构的测试都显示,基于三星14nm工艺A9处理器的iPhone 6S在体验与续航表现上都要弱于台积电16nm工艺A处理器的iPhone 6S 。
而且在此之后,台积电在10nm-7nm-5nm的量产上均持续领先于三星,这也使得苹果从后续的A10处理器开始全部都交由台积电独家代工 。
资料显示,苹果近年来一直是台积电的第一大客户,特别是随着苹果M系列处理器成功,给台积电带来的营收也进一步大幅增长 。在台积电2021年总营收当中,来自苹果的营收占比或将达到近26% 。
根据TrendForce的数据显示,在今年一季度的晶圆代工市场,台积电的市场份额高达53.6%,而排名第二的三星的市场份额仅有16.3%,份额差距巨大 。
三星|三星量产3nm!真领先台积电 还是“赶鸭子上架”?
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因此,对于三星来说,只在最先进的制程工艺技术上领先台积电,才有机会获得苹果这样的头部客户的订单,才有机会在晶圆代工市场获得更高的市场份额,从而实现超越台积电的目标 。
而为了实现对台积电的超越,三星在2017年成立了独立的晶圆代工事业部,对于晶圆代工业务的重视程度也提升到了一个新高度,同时也开始持续加大投入 。根据此前的资料显示,三星计划在2030年之前投资133万亿韩元(约合1160亿美元),以期成为全球最大的半导体代工企业 。
与此同时,台积电去年也宣布在未来三年累计资本开支提升到1000亿美元 。
在三星积极追赶台积电的同时,市场也迎来了新的“搅局者”——英特尔 。
去年3月,英特尔新任CEO基辛格宣布了IDM 2.0战略,其中关键的一项举措就是重启晶圆代工业务,英特尔还陆续宣布了庞大的产能扩张计划,以及激进的制程工艺路线图 。
首先,在产能方面,自去年以来,英特尔陆续宣布投资200美元在美国亚利桑那州建造两座先进制程晶圆厂、200亿美元在美国俄亥俄州建造两座先进制程晶圆厂、30亿美元扩建美国俄勒冈州D1X 晶圆厂、未来10年在欧洲投资800亿欧元(包括投资170亿欧元在德国马德堡建两座先进制程晶圆厂;投资约120亿欧元,将爱尔兰莱克斯利普的晶圆厂的制造空间扩大一倍)等 。


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