據報道,英偉達、高通、IBM 和百度已選擇三星作為其3nm芯片的代工廠。與臺積電不同,三星已于 2022 年 6 月在三星的華城晶圓廠開始大規模生產第一代基于 GAAFET 和 3nm工藝的半導體。因此,三星似乎在成為先進芯片供應商的競爭中搶占了先機,其目標是取代臺積電成為全球半導體之王(臺積電全球市場份額是三星的三倍多) 同時保持對去年在晶圓制造領域快速發展的英特爾的領先。(半導體人才網站)
“一些公司正在減少與臺灣地區公司的交易。相反,他們正在其他國家尋找第二和第三供應商,例如三星,”一家后端加工公司的一位工作人員表示。韓國經濟新聞報導,三星正在跟5~6家IC設計客戶共同開發先進芯片,預計最快2024年就能大量供應。
鑒于其資本密集型制造過程,半導體的盈利能力是一場數字游戲。因此,來自四大科技公司的合同肯定有助于三星縮小與臺積電的差距。與 5nm節點相比,三星第一代 3nm工藝提供的芯片性能提升高達 23%,能效提高 45%,晶圓面積減少 16%。這四家公司正在尋求利用三星的 3 nm 節點用于各自的市場,即 GPU (英偉達)、智能手機和移動設備 (高通)、CPU (IBM) 和 AI 驅動的云數據中心 (百度)。
這一發展還意味著三星目前由電信公司主導的半導體客戶名單擴大到高性能計算專業。三星第二代3nm工藝芯片,預計2023年投產,功耗最高可降低50%,性能提升30%,晶圓面積減少35%。三星還在威廉姆森縣建造一座價值 170 億美元的芯片制造廠,距離其在德克薩斯州奧斯汀的現有工廠 40 英里。
三星電子先前宣布,其3nm制程的省電效率、芯片效能分別較5nm提升45%、23%。另外,三星也計劃在2025年讓更先進的2nm GAA制程商業化,并于2030年成為全球最大晶圓代工廠。
臺積電3nm仍有競爭力
盡管三星在時間節點上領先了臺積電,但臺積電在先進制程中仍保持競爭力。今年十月,Alphawave 表示已流片使用臺積電的 N3E 制造技術制造的芯片成功通過了所有必要的測試。臺積電計劃在未來兩三年推出五項3nm級制程技術。
消息人士稱,臺積電由4nm組成的5nm工藝系列已經吸引了AMD、Apple、Broadcom和Intel的訂單。隨著臺積電5nm、4nm工藝成熟良率,臺積電也奪回了英偉達的芯片大單。
在這樣的情況下,臺積電代工的價格保持水漲船高。業界也傳出臺積電3nm工藝報價可能高達2萬美元。早前媒體報道臺積電的每片晶圓銷售價格從亞10nm工藝節點開始呈指數級增長。當臺積電成為全球第一家在大批量生產中采用193nm光刻技術的芯片制造商時,部署193nm工具的90nm晶圓價格在2004年接近2,000美元。在代工廠進入10nm以下工藝領域之前,晶圓價格一直在穩步上漲。
臺積電在2017年引入該工藝并投入量產時,10nm工藝的價格約為每12英寸晶圓6,000美元,而2011年28nm工藝的價格約為3,000美元,2008年40nm工藝的價格為2,600美元。隨著行業轉向16/14nm工藝節點,該行業也從平面晶體管過渡到FinFET晶體管。
臺積電的晶圓價格隨后在2018年躍升至近10,000美元的7nm,并在2020年突破5nm的16,000美元。該代工廠開始在其7nm工藝制造中部署EUV。
臺積電3nm的晶圓價格估計超過20,000美元,這肯定會增加芯片和系統供應商的成本負擔,要求其尖端產品采用該工藝。將不斷上漲的成本轉嫁給下游客戶并最終轉嫁給終端消費者將是不可避免的。
三星依然不太被看好
三星自5nm 世代以來一直無法解法良率問題,致使原本訂單傾向三星的高通不得不回頭向臺積電求援,而他們最新推出的驍龍8 Gen 2 依然采用了臺積電4nm 技術。高通目前從臺積電的 4nm節點上采購芯片(Snapdragon 8 Gen 2 和 Snapdragon 8+ Gen 1),而其 Snapdragon 8 Gen 1 基于三星的 4nm工藝。
業內人士認為,高通轉單成本高昂,且三星甚難短期就拉升良率,而先進制程必須在1 年半前就要開始展開合作,所以就算會給三星下單也是象征性地下一點點。英偉達除了H100 下單臺積電4nm 外,訂單規模最大的RTX 40 系列也轉向了臺積電4nm。(半導體招聘)
據透露,即將量產的臺積電3nm已經獲得蘋果等大客戶的訂單承諾。消息人士認為,臺積電將在2023年看到3nm芯片銷售開始大幅產生收入。