随着近年来芯片制造巨头在半导体产业中的地位日益凸显 ，先进制程正成为全球各国科技角力场的最前线。而最新的战火，已经烧到3nm制程。
《中国经营报》记者注意到，在10月7日举行的全球年度晶圆代工论坛上，三星公布了其最新的芯片生产计划。三星代工业务负责人在本次论坛上透露，公司首批3nm芯片将于2022年上半年开始生产，而2nm制程也将于2025年进入量产。
三星方面表示，三星已确保3nm制程工艺有稳定良率，计划在明年6月份开始量产及代工相关产品，并采用新工艺。采用新工艺生产的芯片，性能较5nm将提升50%，能耗降低50%。另外，三星还首次推出17nm专业工艺技术，比28nm制程性能提升了39%，功耗效率提高了49%。
如此雄图，无疑也将竞争的矛头直接指向了目前芯片制造领域的霸主——台积电。TrendForce数据最新显示，目前台积电的市场份额接近52.9%，是全球最大的芯片代工企业，而三星位居第二，市场份额为17.3%。在近几个季度的财报会议上，台积电总裁魏哲家就透露，3nm晶圆片计划今年下半年风险试产，明年可实现量产。而三星也一直对3nm工艺寄予厚望，不仅在多年前就已开始投入研发事宜，更在今年上半年宣布预备投入1160亿美元研发和生产3nm制程，以期赶超台积电。随着3nm制程工艺的竞争大幕拉开，两大巨头的竞争态势再度引发关注。
始自14nm的战事
三星与台积电首次在先进制程上的竞争可以追溯到2015年。在这一年，随着在14nm工艺上的成熟，三星开始抢下台积电的不少客户订单，不过，2016年的苹果A10处理器订单又被由台积电抢回，而三星此后再未独自吞下过苹果A系列处理器订单。
“三星的整合(IDM)模式跟台积电这种专职代工生意的厂商不同，三星自己的终端业务跟很多其芯片代工的客户形成了竞争，这也让部分客户转向台积电。”CHIP全球测试中心中国实验室主任罗国昭告诉记者。
正因如此，2017年5月，三星正式宣布调整公司业务部门，将晶圆代工业务部门从系统LSI业务部门中独立出来，成立三星电子晶圆代工厂，主要负责为全球客户制造逻辑芯片，从而与台积电进行纯晶圆代工正面竞争。这也让三星在2018 年的晶圆代工业务营收达到100亿美元，市占率冲上14%，全球份额跃升至第二。
良好的势头也让三星有了更大的雄心。2019年4月，三星公布“半导体愿景2030”发展蓝图，准备在10年内投资1160亿美元，录用15000名专业人才，以期在2030年前大幅提升在晶圆代工市场竞争力，并在2030 年超越台积电，登上产业龙头。
罗国昭向记者表示，在三星最新的计划中，以其在韩国国内扩建的极紫外光(EUV)光刻技术生产线对台积电威胁最大。该技术使用波长13.5nm的极紫外光，能制造出更精细、更清晰的电路，从而让芯片搭载更多元件，大幅提升运算能力与效率。
这也成为三星具备在3nm上与台积电掰手腕的资本。不过，市调机构DIGITIMES Research却认为，三星3nm仍旧落后于台积电。研报指出，逻辑芯片制程现已达到5nm节点，且可量产者为数有限，台积电虽技术领先，但三星也积极追赶。
据记者了解，台积电2021年开始量产5nm制程，且正在兴建3nm制程工厂，目标2022年投入量产。台积电也执行半导体制造技术极限的2nm制程研发，并期望2024年达成量产目标。今年1月，有消息称苹果已经成为台积电3nm制程的首批客户，预先承包了台积电3nm制程的初期产能，同时英特尔也将采用台积电3nm制程生产绘图芯片、服务器处理器。
三星短期内或难赶超
在先进制程上的不断追赶，让三星正在缩小与台积电的差距，但来自中国台湾的半导体资深分析师季维告诉记者，目前三星在产能与良率方面和台积电仍有一段差距，这种差距是短期内无法改变的。
统计数据显示，三星在2020年的晶圆月产能约为2.5万片，而台积电则为14万片，尤其是在目前最前沿的5nm制程方面，三星晶圆月产能约为5000片，而台积电约为9万片。“在产能方面，台积电还具有动态调配生产线能力，可以将产能利用率提高到110%~120%，这是三星所不具备的。”季维向记者指出。
而在良率方面，季维告诉记者，台积电的新制程接单标准是一般不低于 75%，在14nm等成熟的工艺线，良率则能保证达到95%~98%。这也让台积电的优势更为巩固。
记者注意到，在最新通报会上，台积电表示，由于5nm需求强劲，该公司5nm系列在2021年的产能扩充计划比2020年会翻倍，2022年将比2020年增长3.5倍以上，并在2023年达到2020年的4倍以上。
同时，今年4月，针对三星的2030蓝图计划，台积电也明确放话，今年资本支出维持原定的150亿~160亿美元，并全力冲刺延用鳍式场效电晶体(FinFET)技术的5nm、3nm制程，预计2022年下半年量产，绝不让三星有“超车”的机会。
应对台积电的强势回应之余，三星内部也存在挑战。据韩国媒体引述多家供应商报道，由于三星迟迟未提高5nm的产品良率，使得三星在5nm产线的构建与客户抢夺上也陷入被动。
TrendForce的统计数据显示，2021年一季度台积电的代工全球份额为56%，同比上升两个百分点。相比两年前，份额扩大了8个百分点。相比之下，三星份额则比两年前下降了1个百分点。
而在营收方面，2021年一季度三星半导体的营收虽然同比增长8%，达到19.01万亿韩元，不过营业利润同比减少16%，仅为3.37万亿韩元，为一年来首次利润减少。对此，市场分析，较大原因为三星负责CPU及通信用半导体代工生产的非存储芯片业务方面的亏损，这也逼迫三星无奈跳过5nm而在3nm发力。“这其实是一种冒险。”季维表示。
而在罗国昭看来，三星虽然成立了独立的代工厂，但其IDM的底色并未发生改变，与高通、英特尔、英伟达以及很多手机厂商所构成的直接竞争关系，也让三星与潜在客户间的龃龉无法完全弥合，这也让三星无法在短期内超越台积电。
双寡头优势扩大
三星与台积电的制程热战持续之际，也让后续梯队与两大巨头的差距越拉越大。
除台积电与三星外，TrendForce排名显示，目前位居全球芯片代工份额第三至第五位的为联电、格罗方德、中芯国际，其中，联电与格罗方德的份额各为7%，中芯国际仅为4%。
份额的弱势也让在上述厂商在先进制程上的投入更趋无力。季维告诉记者，早在2018年，联电与格罗方德其实已经相继退出了7nm制程竞争，目前联电的主力产线在14nm，格罗方德则为28nm，二者都选择了更保守的竞争策略。目前在7nm及以下制程领域，全球只有台积电与三星有能力继续挺进，延续摩尔定律。
而鉴于先进制程对于市场份额与营收的反哺，这也让台积电与三星的优势持续扩大。最新营收显示，受惠于苹果iPhone新机进入拉货旺季，台积电2021年9月营收创历史新高，达到54.39亿美元，月增率达11%。同时，受惠于市场对5nm与7nm的强劲需求，台积电预估今年第三季度营收将达146亿~149亿美元，季增9.8%~12.1%，同样也是历史新高。
与此同时，三星的表现也非常抢眼。第三季度初步财报显示，受内存价格上涨、苹果新机面板订单原因推动，三星三季度营业利润增长28%，创近三年来新高。第三季度营收预估为73万亿韩元，年增9%，利润达15.8万亿韩元(约合133亿美元)，略低于市场预期，但仍是2018年第三季度以来的最高单季表现。
对此，季维指出，半导体生产极度依赖规模效应，在制程与份额优势达到一定规模后，后进者很难对领先者造成威胁，而这种从技术研发、管理流程到市场销售的差距，是全方位的。台积电和三星目前已吃下全球芯片生产近70%的份额，而从二者在先进制程竞争上加剧趋势看，这一份额还会扩大。
罗国昭则认为，两大巨头目前在7nm、5nm、3nm三个制程世代上的领先，短期内看不到有其他厂商赶上的可能性。
（文章来源：贝果财经）
文章来源：贝果财经
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