三星与台积电的决战时刻( 二 ) 出品|前沿科技组作者|丸都山头

如今5nm和4nm制程存在的发热和高能耗问题，本质上就是短沟道效应的显现，这个问题也与业内普遍使用的FinFET工艺有关，由于FinFET采用的三面栅结构缺失其中一个方向的栅极包裹，随着芯片制程的减少， FinFET的三面栅结构的漏电控制能力也相应的减弱。
因此，三星的想法就是，既然FinFET在3nm制程的芯片上已经出现了无法克服的设计问题，干脆就直接弃用这个结构，转用四面环绕式的GAA工艺。

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图片来源：美国应用材料公司官方网站
虽然GAA取代FinFET已成业内共识，但现阶段影响其量产普及的因素还有不少，复杂的制造流程、良品率、成本难以控制等等仍是阻碍。
据《wccftech》的报道，三星的晶圆代工部门3nm制程的芯片良率目前只能维持在10%-20%之间。相比之下，台积电4nm制程的良率已经可以达到70% ，虽然这样的对比于三星而言并不公平，因为GAA作为一众全新的工艺其开发难度要远大于台积电同类产品。
但芯片设计厂商不会给三星慢慢改进的时间。比如此前《BusinessKorea》曾报道过目前三星4nm工艺的良率也不尽如人意，仅为30%-35%之间，如此低效的质量控制让高通在在骁龙8+Gen1发布之前，紧急由三星转单交给台积电来代工生产。
因此三星在3nm这个工艺节点下，根本就不敢输，也不能输。
对于台积电而言， 3nm制程芯片同样是关键一役，因为台积电仍然坚持使用更加成熟且传统的FinFET工艺，如何在3nm制程的节点下，打破物理意义的工艺上限，这是摆在台积电面前的一道难题。
6月10日，台积电宣布2nm晶圆代工厂的评审文件已提交送审，第一期工厂预计在2024年底前投产，这家公司此前曾披露过，整个2nm制程芯片的研发费用可能高达340亿美元，按照3nm今年下半年上市的时间节点来看，这一制程的芯片肩负着维持台积电未来两年庞大现金流和业绩增长的重任。
鹿死谁手？
在去年第四季度，三星电子的代工业务市场份额上升了1.1个百分点，达到18.3% ，台积电的份额下滑1.0个百分点至52.1% 。两家公司市场份额差距缩小2.1个百分点至33.8% 。值得一提的是，在同一时期业内前五大芯片制造商中，三星是唯一一家市场份额增长的公司。
三星电子财报显示，去年第四季度，旗下代工业务销售额环比增长15.3% ，三星在财报中将增长归功于“开始大规模生产主要客户高通公司新旗舰产品” 。
这其实充分反映了目前IC设计行业内的现状，即行业资源被头部企业牢牢掌控，排在前列的高通、英伟达等公司在体量上的差距与其他公司越来越大，已经完全可以靠单一产品影响业内最大代工厂的业绩。
这种行业格局很难评价好坏，但对于代工厂而言，一旦失去芯片设计公司旗舰产品的代工订单，其影响可能在短时间内无法逆转，比如前不久三星痛失高通8+Gen1的订单，这可能直接导致三星在今年无法维持此前高增长的态势。
根据TrendForce预测， 2022年全球代工市场预计将增长20% ，达到1287.84亿美元。其中台积电在全球代工市场的份额预计今年将增长到56% ，而三星电子的份额可能从18%下降16% 。
而在短时间内，三星也很难扭转自身的不利局面，尽管三星在台积电之前完成了3nm的流片，但从流片到量产三星还有许多问题亟待解决，比如前文中所提到的良率问题。
再有就是二者在产能上的差距。由于台积电具备动态调配生产线能力，其产能利用率甚至可以提高到110%-120% ，这是三星完全无法企及的，更何况三星的逻辑芯片产能中约有一半自用，而台积电作为纯晶圆代工厂，集团内的其他业务根本不需要占据芯片产能。