電子發燒友網報道（文/梁浩斌）在10nm及以下先進制程的競爭中，臺積電與三星已經成為了唯二的對手。在2020年5nm實現量產時，同樣的Cortex-A76內核在基于三星的5nm制程芯片上，同頻功耗要比基于臺積電5nm制程的芯片高出20%-30%，因此三星的5nm也被不少人認為是“翻車”的一代產品。

當然，如今各家晶圓代工廠對于工藝節點上的命名更像是玩“數字游戲”。比如三星當年的8nm工藝就跟臺積電10nm的晶體管密度幾乎相同，而英特爾最近也將他們原本的10nm Enhanced SuperFin工藝，命名為Intel 7。從TechCenturio的數據來看，英特爾10nm的晶體管密度其實與臺積電第一代的7nm相當。

值得一提的是，在性能上落后的同時，臺積電5nm量產的時間還比三星提早半年。而作為追趕者，三星似乎將賭注壓在了下一個工藝節點。早在臺積電之前，三星就公布了大量3nm節點的細節，并高調放出清晰的路線規劃，展示出很大的決心，要搶先在臺積電之前實現量產。

三星推遲3nm量產時間：一場與時間的賽跑

在10月7日的Samsung Foundry Forum 2021上，三星宣布推遲了3nm的量產計劃，從原本的今年年底量產推遲至明年上半年。有意思的是，臺積電今年8月也宣布推遲3nm量產的時間。

對于晶圓代工領域，制程工藝的競爭是一場與時間的賽跑。臺積電憑借在7nm、5nm節點量產時間上的巨大領先優勢，獲得了蘋果、AMD等大客戶青睞。也正是憑借各個工藝節點上積累下來的口碑，臺積電在此前新工藝節點還未實現量產時，就已經獲得大量訂單，包括明年的3nm。

在2015-2016年期間，三星就曾一度奪走了臺積電不少大客戶的訂單，實現了收入的大幅度增長。不過后來還是因為臺積電在先進制程上的領先，以及三星自家智能手機芯片的衰退而導致銷售額下滑。

三星在2018年公開表示，目標是先超越聯電和格芯，最終超越臺積電成為第一。實際上，TrendForce公布的2021年第一季度全球十大晶圓代工廠營收排名中，三星已經成功超越聯電和格芯排名第二，僅次于臺積電。

三星在自己的路線規劃中，選定了3nm作為超越臺積電的節點。早在2018年，三星就宣布在3nm節點放棄FinFET（Fin Field-Effect Transistor，鰭式場效應晶體管），選擇GAA（Gate-all-around，環繞柵極）路線，三星的GAA技術又被稱為MBCFET。

三星官方的資料顯示，一般的GAAFET形式是納米線溝道，溝道的外廓被柵極完全包裹，接觸面積相比于傳統的FinFET更好，意味著更好的靜電特性，并且可以進一步縮小尺寸。

不過三星認為，納米線溝道設計過于復雜，相比性能上的提升，要付出的成本可能過于巨大。因此三星改進了GAA形式，采用MBCFET（Multi-Bridge-Channel FET，多橋-通道場效應管），將GAAFET中的納米線換成更簡單的納米片堆疊。三星表示MBCFET的設計可以兼容FinFET技術，在面積不變的情況下提升性能，并保留GAAFET的全部優點。

在7日的Foundry Forum上，三星還強調他們的3nm GAA制程技術相比5nm可以降低35%的芯片面積，并提高30%性能或降低50%功耗。而這個數據，要比臺積電N3領先不小。

主要原因是，臺積電在3nm節點上比較保守，依然選擇了成熟的FinFET工藝來開發N3制程。從臺積電公開的消息來看，N3相比N5在同功耗下提供10%~15%的性能增幅，或者在同性能下降低25%~30%的能耗。

所以，明年的3nm節點，如果兩家代工廠能按照預定計劃實現量產，那么這一年很可能是三星在先進制程技術上第一次從量產時間、技術先進性上超越臺積電。當然，這或許是臺積電一直以來的策略，畢竟在20nm節點上，臺積電就比競爭對手更遲使用FinFET工藝。

另一方面，也可能是臺積電在GAA架構上本身就已經落后。對于三星和臺積電來說，如果不能在3nm節點的量產時間上取得領先，那么在市場上將會處于被動地位。而有業內人士表示，臺積電在GAA架構的開發商落后三星12至18個月。而為了N3制程盡快量產，不得不以更穩定可靠的FinFET工藝爭取趕在三星之前實現量產。

晶圓代工市場大變局會出現嗎？

根據TrendForce的數據，2021第一季度晶圓代工市場中，臺積電依然處于絕對霸主的地位，市場份額高達55%，而三星雖然已經超宇格芯和聯電排名第二，但份額只有17%。在近20年間，臺積電作為晶圓代工模式的開創者，已經積累了太多資源，似乎已經沒有人可以撼動臺積電的地位。

晶圓代工是一個重資產高投入的行業，三星為了追趕臺積電，計劃在2030年前投資1160億美元，希望成為全球最大的半導體代工企業。而臺積電也已經宣布未來三年內向代工業務投資1000億美元，以維持自己的市場地位。

正如英特爾在10nm的技術路線上遇到的問題，14nm一用就是5年，臺積電是否也會遇到這樣的情況？我們不得而知，但臺積電的競爭對手確實已經開始提速。

在這次Foundry Forum上，三星還宣布計劃在2025年量產2nm節點的產品，并在2026年開始開始大量上市。另一方面，英特爾今年3月宣布重啟晶圓代工業務，表示在2023年下半年量產基于FinFET工藝的Intel 3（類似于臺積電3nm），而英特爾2nm制程甚至比三星還要早，預計在2024年量產基于GAA技術的Intel 20A。

但計劃終歸是計劃，跳票才是常態，未來先進制程競爭對晶圓代工市場的影響還得且看且行。

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編輯：jq