積極推動先進制程研發(fā)，能否打破臺積電在芯片代工市場遙遙領先的局面呢?

10月3日，三星電子在美國加州硅谷舉辦“三星晶圓代工論壇&SAFE論壇”。論壇上三星芯片代工部門表示，將于2025年開始生產(chǎn)2nm制程工藝芯片，然后在2027年開始生產(chǎn)1.4nm工藝芯片。據(jù)了解，此前臺積電也曾規(guī)劃在2025年量產(chǎn)2nm芯片。

如果說“2nm決戰(zhàn)”還有數(shù)年時間，那么三星和臺積電的“3nm大戰(zhàn)”已經(jīng)一觸即發(fā)。今年6月，三星電子曾宣布稱公司已開始量產(chǎn)3nm芯片。而臺積電N3(即3nm)芯片也預計在今年下半年進行量產(chǎn)。

為何在“消費電子寒冬”之下，頭部芯片代工廠商紛紛加碼先進制程?三星積極推動先進制程研發(fā)，又能否打破臺積電在芯片代工市場遙遙領先的局面呢?

三星和臺積電的先進芯片之爭

目前，全球芯片代工市場呈臺積電和三星“領跑”的市場格局，其中臺積電優(yōu)勢地位明顯。

據(jù)市場研究機構TrendForce(集邦咨詢)發(fā)布的報告，2022年二季度，全球前十大晶圓(晶圓是芯片的載體)代工企業(yè)營收排名前五的企業(yè)分別是臺積電、三星、聯(lián)電、格芯和中芯國際。其中，臺積電占據(jù)53.4%市場份額，三星占據(jù)16.5%市場份額，兩者共占芯片代工行業(yè)的7成市場。

盡管從整體市場份額來看，三星離臺積電尚有較遠距離，但在4nm/5nm先進制程芯片上，三星追趕勢頭兇猛。

據(jù)Counterpoint數(shù)據(jù)，2022年一季度，在全球4nm/5nm的智能手機芯片市場，臺積電拿下了40%的市場份額，而三星拿下了剩余的60%。在手機高端芯片領域的市場份額“反超”，意味著三星開始在先進制程上追趕臺積電的腳步。

2022年6月底，三星電子發(fā)布公告稱，公司已開始量產(chǎn)基于GAA晶體管(Gate-All-Around FET，全環(huán)繞柵極)結(jié)構的3nm芯片。而據(jù)《經(jīng)濟觀察報》報道，在今年8月舉辦的2022年世界半導體大會上，臺積電(中國)有限公司副總監(jiān)陳芳曾表示，公司3nm芯片將在今年下半年量產(chǎn)，已經(jīng)對部分移動和HPC(高性能計算)領域的客戶交付，如果有手機的客戶要采用3nm芯片，明年產(chǎn)品就能問世。

可以看到，在3nm芯片的制造上，三星實現(xiàn)了“搶跑”。而此次三星對2nm芯片和1.4nm芯片的生產(chǎn)規(guī)劃，也可以被視為對臺積電的“宣戰(zhàn)”，因為此前部分業(yè)內(nèi)觀點認為三星量產(chǎn)2nm芯片的進度將晚于臺積電，而按照三星這次披露的規(guī)劃，公司2nm芯片的生產(chǎn)進度并不會比臺積電慢。

據(jù)西南證券此前研報，臺積電2nm芯片預計于2025年量產(chǎn)，進度可望領先對手三星及英特爾。臺積電2nm芯片將首次采用納米片架構，相較N3E(升級版3nm)制程，在相同功耗下頻率可提升10%至15%。在相同頻率下，功耗降低25%至30%。

不過，速度雖然重要，但技術的成熟度同樣重要。此前高通發(fā)布的使用三星4nm工藝的驍龍8就曾陷入“功耗危機”，導致后續(xù)高通發(fā)布的“升級版本”驍龍8+采用了臺積電的4nm工藝。所以對三星來說，和臺積電爭奪先進制程芯片訂單的道路注定不會一帆風順。

芯片制造技術最先進的廠商是臺積電，而在建廠這件事上，臺積電始終都將工廠放在大陸和臺灣省。

雖然很多國家和地區(qū)都主動邀請臺積電建廠，即便是美想要臺積電最先進的芯片生產(chǎn)線，臺積電也都是兩個字——拒絕。

芯片等規(guī)則被修改后，臺積電突然宣布在美建廠，還是投資120億美元建設5nm芯片生產(chǎn)線，無論是為了自由出貨許可還是想獲得更多美企訂單，暫且不表。

但臺積電在美宣布建廠后，劉德音卻公開表示在美建廠符合臺積電的利益。這成了臺積電在建廠方面的第一次變卦。

由于全球缺芯，各大晶圓工廠都在積極擴產(chǎn)，中芯國際多次擴產(chǎn)28nm等芯片的產(chǎn)能，三次投資超過了1000億元。

臺積電方面卻表示28nm芯片的產(chǎn)能需求已經(jīng)飽和，未來不需要更多28nm等芯片。

結(jié)果到2021年的時候，臺積電就宣布投資擴產(chǎn)南京工廠28nm等芯片的產(chǎn)能，投資金額約30億美元。這次臺積電在建廠方面第二次變卦。

但沒有想到的是，進入2022年后，臺積電在美建廠進行過半，臺積電張忠謀卻公開表示在美建廠是我們太天真了，原因是成本遠超預期，補貼還遲遲沒有到賬。

消息稱，由于在美建廠成本比臺灣省高50%，投資120億美元遠不夠用，因為人工等成本高，臺積電已經(jīng)延遲了部分進度。

關鍵是，臺積電還公開喊話，要求美芯補貼不應該僅給本土芯片企業(yè)，也應該給在美建廠的非本土企業(yè)。

張忠謀的喊話還沒有消去，就有消息稱，臺積電計劃在美建廠新工廠，關鍵是，這次建設的還是3nm芯片生產(chǎn)線，臺積電要變卦了?

消息稱，臺積電近期傳出將展開評估在美投資興建第二座晶圓廠，擬切入 3 納米制程，建廠時程約 2 年后。

當然，這樣的傳聞并非空穴來風。

因為臺積電亞利桑那州廠土地面積廣大，占地約 445 公頃，該地塊可以投資建設6座晶圓工廠。

如今手機、電腦、汽車、家電，都離不開芯片，所以芯片是一個國家的命脈。而且芯片研發(fā)和制造是一個國家高精尖技術發(fā)展水平的體現(xiàn)，如今我們正在全力突破美國的封鎖，努力實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈高端芯片的自研!

由于麒麟芯片被美國封禁，導致高端芯片設計領域只剩下三星和臺積電兩個玩家了。最近三星突然宣布，自己完成了全球首顆3nm芯片的量產(chǎn)，再次領先臺積電。不過讓人意外的是，這次中國大陸廠商也深度參與了3nm芯片的產(chǎn)業(yè)鏈，再次成為輿論的焦點。

三星首批3nm芯片的客戶，除了三星自己之外還有來自中國大陸的上海磐矽半導體，這是一家礦機的芯片廠商。由于挖礦對于性能、功耗、發(fā)熱要求都很高，所有礦機采用高制程芯片所帶來的收益往往是很高的，這也是上海磐矽半導體采購三星3nm芯片的原因。另外，中國的一家第三方芯片測試服務企業(yè)利揚芯片，成功打入3nm產(chǎn)業(yè)鏈，為三星3nm芯片提供芯片測試服務，這意味著我國的芯片測試技術獲得了重大突破，已經(jīng)處在全球領先地位。

那么芯片測試是什么?到底有多重要呢?芯片分為設計、制造、封裝、測試四個階段，每個階段的技術含量都很高。先由高通、聯(lián)發(fā)科、華為等利用EDA軟件，將芯片進行研發(fā)和設計;然后再交給臺積電、三星等芯片代工企業(yè)，根據(jù)“圖紙”造出芯片;然后再經(jīng)過封裝階段，將芯片包裝為一個整體，最后經(jīng)過測試階段，測試各項性能、參數(shù)、規(guī)格等等，才可以上市。

雖然芯片測試的技術含量不如設計和制造那么高，但是它同樣非常重要，因為測試環(huán)節(jié)將會影響芯片上市后最終的表現(xiàn)。高通就是很好的例子，驍龍888和驍龍8Gen1由于芯片功耗很高，能效比很差，導致搭載該芯片的手機都出現(xiàn)了過熱的問題。甚至某國產(chǎn)手機出現(xiàn)了燒WiFi的問題，聯(lián)發(fā)科趁虛而入，憑借天璣8000和天璣9000強勢崛起，口碑反超高通。這一切的源頭就是芯片沒有設計好，再加上測試環(huán)節(jié)出現(xiàn)紕漏導致的。