三星芯片研发

2022年上半年的最后一天，三星“口哨”实现了3nm量产时间的承诺。6月30日上午，三星电子宣布开始量产基于GAA晶体管(Gate-All-Around FET)结构的3nm芯片。

这也意味着三星领先TSMC，正式成为全球首家实现3nm工艺量产的厂商。根据行业跟踪机构TrendForce的数据，今年第一季度，TSMC占全球OEM市场的53.5%，三星紧随其后，占16.3%。

目前，世界上有TSMC、三星和英特尔愿意并有条件发展3纳米芯片制造。按照计划，TSMC的3nm工艺将于2022年下半年量产，以英特尔7nm工艺命名的Intel 4也计划于2022年下半年量产。

根据三星公布的数据，与5nm工艺相比，3nm工艺可以降低功耗45%，提升性能23%，减少芯片面积16%。而且三星还透露，第二代3nm工艺将进一步优化，功耗降低50%，性能提升30%，面积减少35%。

一路走来，三星3nm量产之路并不平坦。今年4月，有消息称三星基于GAA晶体管的3nm工艺的良品率仅为10%-20%，远低于预期，这意味着该公司要支付更高的成本。今年5月，业界再次传出消息，三星3nm良率问题已经解决，3nm GAA工艺将如期量产。

6月初，有消息称三星的3nm工艺已经进入实验性量产。然而，就在几天后的6月22日，市场传出三星推迟量产3nm芯片的消息，原因是良品率远低于目标。直到6月30日，三星才宣布成功。

HMC投资与证券公司技术研究部主管Greg Lu预计，今年三星电子的代工业务将同比增长约40%。“三星电子接到的代工订单数量超过了其产能。现在的问题是，这家公司能否通过长期规划和足够的投资，又好又快地满足需求。”

三星电子公司上月表示，未来5年将在半导体和生物技术领域投资450万亿韩元(约合人民币2.32万亿元)。这一投资规模在过去5年间增加了120万亿韩元(6192亿元人民币)，增幅达36%。

与三星的大胆和急迫相比，其业内最大的竞争对手TSMC则显得有些“从容不迫”。此前，TSMC CEO魏哲佳曾透露，公司也在按计划推进3nm工艺项目，计划2022年量产；到2025年，将实现2nm工艺芯片的量产。不过，TSMC仍未透露相关制程芯片项目的进展。

当三星急于切入3纳米GAA架构时，TSMC宣布仍将使用3纳米FinFET架构，并切入2纳米GAA架构。虽然GAA是更小尺寸更受欢迎的工艺结构，但在3nm工艺节点采用GAA架构仍是有待讨论的问题。

但是，这并不意味着三星在芯片代工市场可以一帆风顺。一方面，TSMC正计划在2025年实现2nm芯片的量产，这意味着三星需要加紧新技术的研发，以防止在下一代新技术中被TSMC超越。

另一方面，由于4nm工艺芯片的功耗问题，高通等重要客户对三星的3nm工艺持观望态度，不敢随意尝试。

在此之前，三星的芯片性能存在许多问题，这导致其大客户寻求与TSMC合作。比如高通发布的采用三星4nm技术的骁龙8，就陷入了功耗的滑铁卢。因此，今年5月高通发布的骁龙8升级版骁龙8+采用了TSMC 4nm技术。

此外，由于性能不佳，英伟达的AmpereGPU将被TSMC的芯片取代。这些GPU原本使用的是三星的8nm工艺。所以三星的3nm工艺是否会再次陷入性能的“滑铁卢”还很难预测。

Daol投资证券分析师Kim Yang-jae表示，“目前只有两种存储芯片——DRAM和NAND闪存，但非存储芯片的种类太多了。你可以专注于提高内存条的效率，但在非内存条的一千个不同领域都行不通”。

根据香港未来资产证券的数据，2017年至2023年，三星资本支出的复合年增长率(CAGR)预计为7.9%，而TSMC的预计为30.4%。

今日北京商报综合报道