3納米芯片投產(chǎn)領(lǐng)先,能讓國際代工巨頭競爭形成優(yōu)勢嗎?
這些年,手機芯片成為領(lǐng)跑先進制程的代表,當(dāng)前,高通驍龍、聯(lián)發(fā)科天璣等均已進入4nm,年內(nèi)甚至有望迎來首顆3nm手機處理器。
說起手機芯片,大家能夠說出幾個?根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計,全球主流智能手機中搭載的手機芯片無非就是這幾個,分別是:蘋果的A系列芯片、高通的驍龍芯片和華為的麒麟芯片。首先說一下前兩款芯片,蘋果的A系列芯片是獨一枚獨占芯片,也就是說只能在iphone設(shè)備中使用,其它手機品牌是不適用的,而高通的驍龍芯片則是開放的,只要手機廠商達(dá)成合作,購買回來即可使用。
而華為作為國內(nèi)唯一一家可以生產(chǎn)高性能SOC芯片的公司,所推出的麒麟芯片已經(jīng)可以和前兩者“一較高下”了,而且麒麟芯片也是獨占的,性能、功耗和發(fā)熱都要很好。就拿麒麟9000芯片來說吧,到目前為止放在高端旗艦中使用,都是一點問題沒有的,畢竟也是全球首款5納米的SOC性能芯片。
除了這三枚芯片之外,其實還有聯(lián)發(fā)科的天璣芯片和三星的Exynos系列芯片。聯(lián)發(fā)科因為成長比較晚,發(fā)展速度緩慢,也是趁著高通“擺爛”了一年,憑借天璣8100和天璣9000芯片追上了差距,雖然市場表現(xiàn)不錯,但還是保有量一般。而三星的Exynos基本上就在國內(nèi)看不到了,因為在國內(nèi)的三星手機只有高通驍龍這一個版本。
三星為了在半導(dǎo)體行業(yè)快速發(fā)展,以實現(xiàn)反超臺積電,此前就決定要在2030年前持續(xù)投入1160億美元,以實現(xiàn)在3nm制程上趕超臺積電,并計劃在2025年實現(xiàn)芯片制造方面的領(lǐng)先。
這兩年三星半導(dǎo)體也沒有辜負(fù)如此巨大的投入,2020年開始量產(chǎn)5nm工藝,2021年又量產(chǎn)4nm工藝,而現(xiàn)在三星又將制程工藝推向了3nm水平。
日前有報道稱,三星3nm工藝已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn),并且良率也已大幅改善,這意味著三星的3nm工藝實現(xiàn)量產(chǎn),確實趕在了臺積電的前面。
因為聯(lián)電、格芯等退出7nm以下節(jié)點,導(dǎo)致先進工藝的比拼成了臺積電和三星兩虎相爭。雖然臺積電在晶圓代工總量上明顯領(lǐng)先三星,不過,具體到4nm+5nm手機芯片這一維度,三星居然反超了。
統(tǒng)計機構(gòu)Counterpoint Research給出的數(shù)據(jù)顯示,今年一季度,5nm及更先進的智能手機處理器中,三星占據(jù)了高達(dá)60%的代工出貨份額,臺積電則是40%。
說實話,這樣的成績絕對要感謝驍龍888、驍龍888 Plus以及最新的驍龍8 Gen1,畢竟,時鐘撥回到去年一季度,三星5nm份額只有區(qū)區(qū)8.6%,其余91.4%均被臺積電攬獲。
不過,隨著驍龍8+ Gen1轉(zhuǎn)投臺積電4nm,并且口碑不錯,相關(guān)局面可能很快扭轉(zhuǎn)。
另外,三星在6月底全部全球首個投產(chǎn)3nm GAA晶體管芯片,雖然走在了臺積電前面,但據(jù)說客戶是礦機廠商,“噱頭”質(zhì)疑不絕于耳。
市場調(diào)研機構(gòu)TrendForce發(fā)布的報告顯示,2022年第一季度全球半導(dǎo)體代工市場排名中,臺積電以53.6%的份額位居第一,三星位居第二,市場份額為16.3%。
此次3納米芯片投產(chǎn)領(lǐng)先,能讓三星逆轉(zhuǎn)競爭形勢嗎?
一位芯片行業(yè)研究人員認(rèn)為,三星3納米芯片采用的GAA工藝根本沒有成熟,相關(guān)的測量、蝕刻、材料、化學(xué)品等方面,都存在問題,是“趕鴨子上架”。
前述分析師也認(rèn)為,雖然搶到了“首產(chǎn)”的名頭,但客戶更關(guān)心三星3納米的良品率問題,“如果不能保證良品率,也很難獲取客戶信心?!?
不過,三星冒險上GAA工藝,也有換道超車的考量。CHIP全球測試中心中國實驗室主任羅國昭認(rèn)為,如果不在3納米上搶先使用GAA工藝,按照目前的市場格局以及既有的競爭路徑演進分析,三星追上臺積電的可能性很小。
在羅國昭看來,當(dāng)下的芯片代工已經(jīng)變成一個資本與技術(shù)雙密集型的產(chǎn)業(yè),這也意味著行業(yè)的馬太效應(yīng)極強。目前,雙方的市場份額差距仍有擴大趨勢,因此,三星必須放手一搏。
TrendForce一位內(nèi)部人士告訴《財經(jīng)國家周刊》,三星想要靠一代產(chǎn)品實現(xiàn)逆轉(zhuǎn),“壓力很大,而且臺積電已經(jīng)宣布下半年試產(chǎn)3納米,2024年試產(chǎn)2納米,更新一輪制程工藝的角力已經(jīng)開始了?!?
媒體報道稱,美總統(tǒng)近日參觀了位于平澤市附近的三星芯片工廠,這是目前全球唯一可以量產(chǎn)3nm工藝的晶圓廠,而且三星還首次公開了3nm制程工藝的12英寸晶圓。
對于三星而言,3nm將是他們押注芯片工藝趕超臺積電的關(guān)鍵節(jié)點,因為臺積電的3nm工藝不會采用下一代的GAA晶體管技術(shù),而三星卻采用了最新的技術(shù)。
據(jù)了解,GAA是一種新型的環(huán)繞柵極晶體管,通過納米片設(shè)備可制造出多橋-通道場效應(yīng)管MBCFET,該技術(shù)可以顯著增強晶體管性能,將用于取代FinFET晶體管技術(shù)。
也有多位業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,雖然“一超多強”的格局短時間不會大變,但隨著三星以及英特爾向2納米發(fā)起沖刺,臺積電也要添幾分危機感,半導(dǎo)體制造業(yè)近五年在制程技術(shù)上狂飆突進,未來還會有替代硅芯片的新方案,會涌入更多的競爭者。