3nm之争加剧 客户开始“一边倒”，三星危险了？
* 来源 : * 作者 : admin * 发表时间 : 2022-02-24
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集微网报道，当前，在先进制程上的重头戏莫过于台积电和三星即将在3nm工艺上展开同台竞技。按照之前公布的路线，台积电和三星的3nm工艺大概率会在今年量产。不过，由于3nm工艺之难，关于3nm遇到瓶颈或跳票的新闻时不时会见诸报端。而随着量产时间的临近，这样的报道只增不减。
3nm“难产”？
近日，消息传出，当前台积电3nm工艺良率依然存在问题，导致台积电多次修订路线图。据台媒报道，半导体设备厂商指出，台积电已将3纳米划分出N3、N3E与N3B等多个版本以符合不同客户的需求。
针对此消息，业内人士高飞（化名）对笔者提到，台积电修订路线图的消息，之前就有听说。主因是客户端的设计要修正，所以台积电要搭配他们进行改动，或将导致量产时间延后。他同时指出：“台积电要配合客户的脚步是很正常的事情，当然，最终台积电是不是比较难实现客户的需求，还不好说。”
另有业内人士也指出，产品研发与晶圆厂现有工艺往往存在“时间差”，这也是设计公司和晶圆厂之间永远存在的矛盾。“晶圆厂先前制定的规则不能匹配目前的工艺状况，比如说线宽、间隔这些参数在不同的时间、不同的机台上就会有所不同要求，由于规则所给定的裕量不够，会在生产中产生各种问题。”他表示。
此前，台积电总裁魏哲家在投资人会议中回答半导体分析师陆行之的提问时也曾表示：3nm制程相较于上一个制程5nm节点拉长了3～4个月，主因是3nm技术难度非常复杂，加上客户产品难度的挑战程度是前所未见。
这也即意味着，在3nm工艺上，客户在设计上也同样有很多挑战，需要花很多时间进行调整和磨合，最终，量产时间即便延后也不一定是台积电一家的原因。
另外一家与台积电竞逐3nm工艺的强劲对手三星同样遇到了瓶颈。
近日，据韩媒报道，三星被认为缺乏3nm IP库，这让三星感到不安，因为有大量IP才能从芯片设计公司赢得订单。设计公司希望缩短开发过程的时间，如果代工厂拥有许多预先存在的IP，就可以实现这一点。据元大证券韩国公司透露，截止到2020年，台积电已获得约3.5万-3.7万个IP，是10年前的10倍以上。相比之下，三星代工可能拥有约7,000-10,000个IP。从中可看出，台积电和三星之间的IP数量仍有三倍以上的差距。
众所周知，台积电和三星在3nm在技术上选择了两条完全不同的路线。台积电3nm制程将继续采用FinFET（鳍式场效晶体管）技术。三星为了在半导体制程工艺上追赶上台积电，在3nm工艺的研发当中率先引入了全新的GAA(Gate-all-around，环绕栅极)技术。因此，三星也将面临更多的难题，毕竟，GAA是全新的架构，器件参数的不确定性会更大，诸多影响或难以预估。
但除此之外，良率依旧是台积电与三星在 3nm芯片生产中竞争的关键。另有业内人士如是指出：“新先进制程开发一向充满困难，正式量产前都会问题要陆续解决以提高良率，非3nm制程才如此，5nm及 7nm制程都有类似情况。”
诚然，对于晶圆制造企业而言，良率提升是永恒的话题。制程工艺需要不断往前演进，每演进一个制程工艺就会产生新的问题，然后需要继续提升良率。对于芯片企业来说，芯片良率直接反应了所投放的芯片里可出售比例，因此也直接影响芯片制造成本。因此，从评估整个成本的角度来讲，良率是一个非常重要的指标，直接来说，良率直接影响到最终的实际成本，良率越高，最终实际分摊到每一颗正常芯片上的成本就越低。而随着台积电和三星3nm量产时间的临近，两者之间的真实良率也将会是竞争的焦点。
而关于台积电和三星在3nm工艺上更多的实力对比，集微网也在【芯观点】3nm鏖战正酣 代工双雄台积电和三星谁将胜出？一文中有所报道，在此不再赘述。
客户倒向台积电？
众所周知，工艺制程越先进，成本也将水涨船高。IBS数据显示，3nm工艺开发将耗资40亿至50亿美元，而兴建一条3nm产线的成本约为150-200亿美元。这也是为何台积电此前宣布3nm晶圆厂需要200亿美元投资的原因。而三星为了进入3nm工艺，同样进行了巨额的投资。在代工厂投入大量真金白银支撑工艺研发的背后，为了能够回本和获取利润，如何拿下更多客户和订单也将是一项艰巨而重大的任务。
根据此前消息，台积电3nm客户评定量产时间，苹果毋庸置疑排第一，2022年下半年先生产笔电专用M系列处理器，2023 年英特尔、苹果 iPhone A 系列处理器、联发科、高通等才陆续量产。
图：台积电客户营收占比，数据来源：The Information Network
三星方面，近日据韩媒报道，高通将明年要推出的3nm应用处理器交由台积电代工，同时还将部分骁龙8 Gen 1交由台积电代工。骁龙8 Gen 1采用4nm工艺代工，之前是交由三星电子独家代工。
而高通跑票台积电的原因，也被传出是因为三星4nm制程工艺的良品率较低，代工高通骁龙8 Gen 1的良品率只有35%左右，生产三星Exynos 2200的良品率则更低。
在去年与台积电争夺了英伟达的7nm GPU代工订单后，高通的这一决定对三星电子来说是一个重大打击。如果高通和英伟达决定今后完全依赖台积电，三星将失去代工企业收入所依赖的两个最大客户。而在上文我们也分析过良率的重要性，目前三星被传出良率有问题，如真被证实，这也必将影响三星的客户们未来的选择。
当然良率也并不是客户们选择代工厂唯一的参考项，价格也是一个重要因素。早于去年有消息泄露了台积电3nm工艺的代价报价，由于EUV光罩层数高达26层，3nm工艺12英寸晶圆的报价高达3万美元，相比5nm工艺的16900美元几乎翻倍，是7nm工艺报价9346美元的3倍多。这份报价无论真假，我们都能看出，显然，这对于想踏入先进制程的客户有一定的成本压力。
高飞也跟笔者提到：“台积电的FinFET 制程良率一直很稳定，但三星用GAA本身就一直存在问题，目前高通也是两边下单，毕竟三星是比较便宜的选项。当然，客户最终做出何种选择，还要看客户想牺牲什么。”
不过，近日同样有消息人士指出，即使三星为其3nm GAA 芯片生产提供的报价远低于台积电对3nm FinFET工艺的报价，但很少有IC 设计公司会冒险向这家韩国科技巨头下大订单，并补充说，三星的巨大规模投资不太可能在3nm和更先进节点上被收回。目前来看，三星3nm的未来似乎并不乐观。
结语：3nm工艺之战，关乎荣誉，关乎未来，任何一步的失误都将有可能导致一个制程世代的退步，并将引发连锁反应，包括客户订单转移、晶圆代工霸主的地位、巨额的投资回收等。因此，台积电和三星谁都不想输，也不能输！
集微网报道，当前，在先进制程上的重头戏莫过于台积电和三星即将在3nm工艺上展开同台竞技。按照之前公布的路线，台积电和三星的3nm工艺大概率会在今年量产。不过，由于3nm工艺之难，关于3nm遇到瓶颈或跳票的新闻时不时会见诸报端。而随着量产时间的临近，这样的报道只增不减。
3nm“难产”？
近日，消息传出，当前台积电3nm工艺良率依然存在问题，导致台积电多次修订路线图。据台媒报道，半导体设备厂商指出，台积电已将3纳米划分出N3、N3E与N3B等多个版本以符合不同客户的需求。
针对此消息，业内人士高飞（化名）对笔者提到，台积电修订路线图的消息，之前就有听说。主因是客户端的设计要修正，所以台积电要搭配他们进行改动，或将导致量产时间延后。他同时指出：“台积电要配合客户的脚步是很正常的事情，当然，最终台积电是不是比较难实现客户的需求，还不好说。”
另有业内人士也指出，产品研发与晶圆厂现有工艺往往存在“时间差”，这也是设计公司和晶圆厂之间永远存在的矛盾。“晶圆厂先前制定的规则不能匹配目前的工艺状况，比如说线宽、间隔这些参数在不同的时间、不同的机台上就会有所不同要求，由于规则所给定的裕量不够，会在生产中产生各种问题。”他表示。
此前，台积电总裁魏哲家在投资人会议中回答半导体分析师陆行之的提问时也曾表示：3nm制程相较于上一个制程5nm节点拉长了3～4个月，主因是3nm技术难度非常复杂，加上客户产品难度的挑战程度是前所未见。
这也即意味着，在3nm工艺上，客户在设计上也同样有很多挑战，需要花很多时间进行调整和磨合，最终，量产时间即便延后也不一定是台积电一家的原因。
另外一家与台积电竞逐3nm工艺的强劲对手三星同样遇到了瓶颈。
近日，据韩媒报道，三星被认为缺乏3nm IP库，这让三星感到不安，因为有大量IP才能从芯片设计公司赢得订单。设计公司希望缩短开发过程的时间，如果代工厂拥有许多预先存在的IP，就可以实现这一点。据元大证券韩国公司透露，截止到2020年，台积电已获得约3.5万-3.7万个IP，是10年前的10倍以上。相比之下，三星代工可能拥有约7,000-10,000个IP。从中可看出，台积电和三星之间的IP数量仍有三倍以上的差距。
众所周知，台积电和三星在3nm在技术上选择了两条完全不同的路线。台积电3nm制程将继续采用FinFET（鳍式场效晶体管）技术。三星为了在半导体制程工艺上追赶上台积电，在3nm工艺的研发当中率先引入了全新的GAA(Gate-all-around，环绕栅极)技术。因此，三星也将面临更多的难题，毕竟，GAA是全新的架构，器件参数的不确定性会更大，诸多影响或难以预估。
但除此之外，良率依旧是台积电与三星在 3nm芯片生产中竞争的关键。另有业内人士如是指出：“新先进制程开发一向充满困难，正式量产前都会问题要陆续解决以提高良率，非3nm制程才如此，5nm及 7nm制程都有类似情况。”
诚然，对于晶圆制造企业而言，良率提升是永恒的话题。制程工艺需要不断往前演进，每演进一个制程工艺就会产生新的问题，然后需要继续提升良率。对于芯片企业来说，芯片良率直接反应了所投放的芯片里可出售比例，因此也直接影响芯片制造成本。因此，从评估整个成本的角度来讲，良率是一个非常重要的指标，直接来说，良率直接影响到最终的实际成本，良率越高，最终实际分摊到每一颗正常芯片上的成本就越低。而随着台积电和三星3nm量产时间的临近，两者之间的真实良率也将会是竞争的焦点。
而关于台积电和三星在3nm工艺上更多的实力对比，集微网也在【芯观点】3nm鏖战正酣 代工双雄台积电和三星谁将胜出？一文中有所报道，在此不再赘述。
客户倒向台积电？
众所周知，工艺制程越先进，成本也将水涨船高。IBS数据显示，3nm工艺开发将耗资40亿至50亿美元，而兴建一条3nm产线的成本约为150-200亿美元。这也是为何台积电此前宣布3nm晶圆厂需要200亿美元投资的原因。而三星为了进入3nm工艺，同样进行了巨额的投资。在代工厂投入大量真金白银支撑工艺研发的背后，为了能够回本和获取利润，如何拿下更多客户和订单也将是一项艰巨而重大的任务。
根据此前消息，台积电3nm客户评定量产时间，苹果毋庸置疑排第一，2022年下半年先生产笔电专用M系列处理器，2023 年英特尔、苹果 iPhone A 系列处理器、联发科、高通等才陆续量产。
图：台积电客户营收占比，数据来源：The Information Network
三星方面，近日据韩媒报道，高通将明年要推出的3nm应用处理器交由台积电代工，同时还将部分骁龙8 Gen 1交由台积电代工。骁龙8 Gen 1采用4nm工艺代工，之前是交由三星电子独家代工。
而高通跑票台积电的原因，也被传出是因为三星4nm制程工艺的良品率较低，代工高通骁龙8 Gen 1的良品率只有35%左右，生产三星Exynos 2200的良品率则更低。
在去年与台积电争夺了英伟达的7nm GPU代工订单后，高通的这一决定对三星电子来说是一个重大打击。如果高通和英伟达决定今后完全依赖台积电，三星将失去代工企业收入所依赖的两个最大客户。而在上文我们也分析过良率的重要性，目前三星被传出良率有问题，如真被证实，这也必将影响三星的客户们未来的选择。
当然良率也并不是客户们选择代工厂唯一的参考项，价格也是一个重要因素。早于去年有消息泄露了台积电3nm工艺的代价报价，由于EUV光罩层数高达26层，3nm工艺12英寸晶圆的报价高达3万美元，相比5nm工艺的16900美元几乎翻倍，是7nm工艺报价9346美元的3倍多。这份报价无论真假，我们都能看出，显然，这对于想踏入先进制程的客户有一定的成本压力。
高飞也跟笔者提到：“台积电的FinFET 制程良率一直很稳定，但三星用GAA本身就一直存在问题，目前高通也是两边下单，毕竟三星是比较便宜的选项。当然，客户最终做出何种选择，还要看客户想牺牲什么。”
不过，近日同样有消息人士指出，即使三星为其3nm GAA 芯片生产提供的报价远低于台积电对3nm FinFET工艺的报价，但很少有IC 设计公司会冒险向这家韩国科技巨头下大订单，并补充说，三星的巨大规模投资不太可能在3nm和更先进节点上被收回。目前来看，三星3nm的未来似乎并不乐观。
结语：3nm工艺之战，关乎荣誉，关乎未来，任何一步的失误都将有可能导致一个制程世代的退步，并将引发连锁反应，包括客户订单转移、晶圆代工霸主的地位、巨额的投资回收等。因此，台积电和三星谁都不想输，也不能输！
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