3nm芯片為何這么強？3nm系列的創(chuàng)新主要在于這種工藝使用FINFLEX技術

19日訊，IC設計公司的消息人士透露，盡管三星電子積極爭奪3nm芯片訂單，但臺積電繼續(xù)從蘋果和英特爾等供應商那里獲得3nm芯片訂單承諾。消息人士表示，三星正在努力擴大其3nm客戶組合，但尚未取得重大進展。對于臺積電的3nm客戶而言，從臺積電轉移訂單可能會帶來高昂的成本。

臺積電、三星是全球唯二能生產 3nm 工藝芯片的公司，其中三星在 3nm 量產上還搶先了一些，6 月底就號稱量產，7 月出貨了一些礦機芯片，臺積電則是最近才開始量產。

在技術上兩家的選擇也不同，三星在 3nm 節(jié)點就上了 GAA 環(huán)繞柵極晶體管技術，理論上更先進，臺積電則要到 2024 年的 2nm 節(jié)點才會使用 GAA 晶體管，3nm 還是 FinFET 晶體管技術的。

三星目前量產的是 3nm GAE 工藝，夠降低 45% 的功耗，減少 16% 的面積，并同時提升 23% 的性能。

第二代的 3nm GAP 工藝可以降低 50% 的功耗，提升 30% 的性能，同時面積減少 35%，效果更好，不過要到 2024 年才能量產，還有 2 年時間。

至于臺積電的 3nm 工藝，他們?yōu)榭蛻籼峁┝硕噙_五種不同版本，是歷代工藝中最豐富的，包括 N3、N3P、N3S、N3X、N3E 等等，每種 3nm 工藝的技術優(yōu)勢也不同。

現(xiàn)在三星與臺積電的 3nm 依然不好直接比較，但是決定雙方勝負的并不是技術水平，而是誰能拉攏到更多的客戶。

在這方面，臺積電的優(yōu)勢還是比三星強多了，蘋果首發(fā) 3nm 是沒跑了，Intel 本來今年也要首發(fā)，但情況有變，延期到了明年，依然是臺積電 3nm 首批客戶之一。

再往后，AMD、高通、NVIDIA、聯(lián)發(fā)科、博通等傳統(tǒng)客戶幾乎也會選擇臺積電 3nm，這些公司的訂單將是臺積電 3nm 最大的保證。

相比之下，三星目前可信的 3nm 客戶也就 2 家，一個是礦機芯片廠商，一個是手機芯片廠商，但具體是誰沒公布。

不過三星也不是完全沒機會，臺積電能拿到這么多客戶跟穩(wěn)定的產能輸出有關，良率控制得很好，三星如果在 3nm 節(jié)點做到了技術及產能都沒問題，AMD、高通、NVIDIA 之類的廠商依然有可能增加三星作為二供的，未來幾年里一切都有可能。

現(xiàn)階段，能夠掌握5nm乃至3nm工藝、更高生產良率的晶圓廠商，無疑就是臺積電!

在晶圓制造芯片代工領域，三星如何“上躥下跳”的叫陣，也難以掩蓋一點：訂單紛紛流向了臺積電……

包括了蘋果、英偉達、AMD在內，以及剛從三星陣營“叛變”的高通，乃至于“老牌”半導體科技巨頭——英特爾，也在尋求臺積電3nm芯片代工。

援引臺積電方面公布的相關數(shù)據(jù)：

位于中國臺灣省的“最先進”生產線，暫時華為海思麒麟在內的多款芯片訂單之后，上述“北美客戶”已經占據(jù)芯片代工業(yè)務近64%產能!

擁有眾多重量級“大客戶”代工訂單，臺積電確實有“傲慢”起來的底氣……

相關科技資訊援引 英國路透社 相關內容披露：

臺積電現(xiàn)任CEO魏哲家，一度頗為不屑的“教訓”某個智能電車企業(yè)的高管，嘲諷一些“小訂單”客戶的需求完全不切實際!(乃至于，都懶得溝通?)

據(jù)稱，在智能電車行業(yè)出現(xiàn)“缺芯”局面之際，一些原本與 魏哲家 沒有任何聯(lián)系的人，突然表現(xiàn)得“像是最好的朋友”那般、要求 魏哲家“緊急安排”臺積電生產25片晶圓……

魏哲家 直接以“難怪你得不到支持”回應“小客戶”，原因很簡單：臺積電“接單”晶圓制造安排，至少需要25000片晶圓規(guī)模!

“小客戶”的區(qū)區(qū)25片晶圓，還不夠臺積電“塞牙縫”的?

時間進入2022年8月，不屑于搭理“小客戶”的臺積電，遭到了“大客戶”的當頭一棒：2024年之前，英特爾GPU核顯3nm芯片，幾乎取消了全部生產計劃(臺積電代工)~

據(jù)了解，英特爾14代Intel酷睿Meteor Lake處理器，采用 多顆芯片 堆疊 設計，CPU計算核心單元，由Intel 4工藝自主制造;另外的GPU核顯芯片，則交給臺積電代工!

按照臺積電“大客戶”之一英特爾的原計劃，2022年下半年的臺積電3nm產線“開工”，英特爾就會提供“核顯”芯片代工的訂單。

然而，英特爾 卻出了各種“亂子：酷似 當年給 蘋果研發(fā)5G芯片、卻無休止“拖拉”延期那般，原本交給臺積電代工的3nm核顯芯片，反復出現(xiàn) 產品設計、工藝驗證問題……

一開始的時候，要求臺積電 將原先2022年下半年的訂單，延期到2023年的上半年。

作為臺積電3nm芯片“首批”客戶之一，英特爾延期了原先預定的代工產能，無疑給臺積電造成了不必要麻煩，另一個“首批”產能客戶——蘋果，赫然成了一根3nm獨苗~

臺積電(中國)有限公司副總監(jiān)陳芳在2022年世界半導體大會上表示，N3(又稱3nm)芯片將在今年下半年量產，已經對部分移動和HPC(高性能計算)領域的客戶交付，如果有手機的客戶當下采用3nm芯片，明年產品就能問世。

臺積電已經占據(jù)了全球一半以上的芯片產能，尤其在14nm及以下的先進芯片領域。目前唯一能與臺積電在先進技術上競爭的是三星電子。根據(jù)彭博社報道，三星電子也表示在今年下半年量產3nm芯片，但尚未有客戶交付的消息。

3nm技術已經是全球半導體的“無人區(qū)”。按照臺積電技術路線圖，3nm芯片的上一代是5nm芯片，臺積電5nm芯片已在2020年量產。相較于5nm，3nm芯片的晶圓密度高出1.3倍，在相同速度下功耗降低30-35%，在相同功耗下速度提升15-20%。由于3nm具有顯著的速度和功耗提升，該公司發(fā)現(xiàn)很多來自移動和HPC的客戶都在積極采用，該公司預計3nm的NTO(New Tape Out，指新產品流片)是同一時期5nm的兩倍。

根據(jù)臺積電提供的技術路線圖，在N3之后，該公司會繼續(xù)推出N3E、N3P、N3X三個版本，例如：N3E是N3芯片的加強版，也將為智能手機和HPC應用提供完整的平臺支持。臺積電在今年二季度財報會上表示，N3E的客戶參與度很高，批量生產計劃將在N3之后的1年左右進行，預計這三個版本會陸續(xù)在2025年之前進入量產。

陳芳表示，3nm系列的創(chuàng)新主要在于這種工藝使用了FINFLEX技術，可以在提升密度的情況下維持速度和功耗的平衡。

臺積電2nm芯片也在規(guī)劃中，陳芳表示，相較于N3E，2nm元件在相同功耗下會有10%-15%速度提升，在相同速度下會有25%-30%的功耗降低，晶元密度高出1.1倍，2nm芯片預計在2025年進入量產。

臺積電(中國)有限公司技術總監(jiān)陳敏在會上表示，臺積電依然在加大全球化的生產布局。根據(jù)公開資料，3nm、2nm的生產位于中國臺灣的新竹和臺南地區(qū)?？傮w上看，臺積電7nm及以下的先進制程芯片產能分布于中國臺灣和美國地區(qū)，相對成熟的芯片制程分布在中國臺灣、中國南京和日本地區(qū)。

產能擴張的速度在加快，臺積電(南京)有限公司經理蘇華表示，自2020年起臺積電每年新建工廠數(shù)量從2座增加為6座，其中不僅是先進芯片，臺積電如今也在大力擴充成熟芯片的產能。

半導體技術沿著摩爾定律向前演進，臺積電正在投入的2nm代表著全球走在最前沿的芯片技術，但這并不意味著成熟芯片將會被淘汰。陳敏表示，在AI和5G的加持下，半導體被汽車、工業(yè)等更多行業(yè)海量使用，這些行業(yè)不只采用先進芯片，對成熟芯片的需求也在增加。所以臺積電的策略是，持續(xù)研發(fā)最先進的工藝，為客戶提供最先進的芯片，同時也增加成熟制程芯片的投資。

陳敏表示，由于疫情、地緣政治影響，供應鏈管理變得愈加重要，更多客戶通過調整庫存方式增加供應鏈靈活度，但也需要在增加供應鏈靈活度和增加成本之間取得一個平衡。而與供應鏈齊心合作，也是臺積電一直以來成功的秘訣，臺積電的態(tài)度依然是和客戶建立長期合作伙伴關系，這一點不會發(fā)生變化。