＂2015到2016年，三星Foundry先進(jìn)制程能力的逐步成熟，從臺積電那里奪得了不少大客戶訂單。2016到2017年，臺積電先進(jìn)制程的進(jìn)一步成熟，并憑借InFO技術(shù)獨攬?zhí)O果大單。2017年，三星又宣布將晶圓代工部分獨立，擴(kuò)大純晶圓代工業(yè)務(wù)份額，直接對標(biāo)臺積電。三星與臺積電之間的競爭越發(fā)激烈。＂

力爭3nm進(jìn)程的原因

3nm制程工藝會給芯片帶來哪些具體的變化，根據(jù)現(xiàn)在的信息，我們還無法做出精確的判斷。但從以往的經(jīng)驗來看，性能提升和功耗降低應(yīng)該會是更先進(jìn)制程帶來的最直觀的提升。

臺積電和三星都已經(jīng)透露了一些關(guān)于3nm工藝節(jié)點上的進(jìn)展。5nm、3nm節(jié)點主要面向FPGA等高性能計算領(lǐng)域，智能處理器和5G芯片。而2019年被視為是5G商用元年，在接下來的兩三年中，5G將會被大規(guī)模使用?；蛟S，這也是兩大晶圓代工龍頭紛紛選擇透露3nm進(jìn)程的誘因之一。

臺積電的推進(jìn)情況

除了7nm、6nm和5nm制程技術(shù)，臺積電也公布了3nm制程工藝計劃，目前位于臺灣臺南園區(qū)3nm晶圓工廠已經(jīng)通過了環(huán)評初審，臺積電計劃投資約200億美元建廠，可能在2022年底，2023年初實現(xiàn)批量。

三星與臺積電除了在3nm制程上爭奪激烈，在其他先進(jìn)制程方面的碰撞也不少。自2019年以來，臺積電接連發(fā)布了6nm、5nm、5nm＋的發(fā)展路線。

臺積電的3nm晶圓廠方案已經(jīng)獲得臺灣主管部門批準(zhǔn)，選址臺灣南部科技園區(qū)。據(jù)悉，臺積電3nm工廠建設(shè)預(yù)計會花費超過200億美元，同時有望帶動相關(guān)供應(yīng)商跟進(jìn)建廠。

依照臺積電規(guī)劃藍(lán)圖，3nm應(yīng)可在2021年試產(chǎn)、2022年量產(chǎn)，成為全球第一家提供晶圓代工服務(wù)，同時解決很多AI人工智能芯片功效更強(qiáng)大的晶圓代工廠。

臺積電3nm制程技術(shù)已進(jìn)入實驗階段，3nm制程在＂Gate All Around（GAA） ＂、環(huán)繞式閘極技術(shù)上已有新突破。臺積電已經(jīng)做出環(huán)繞式閘極的結(jié)構(gòu)，外型就像類圓形般，但因為尺寸比前一代縮小30％，也必須導(dǎo)入新材料InAsGe nanowire and Silicon nanowire，因此制程技術(shù)上相當(dāng)困難，尤其是在蝕刻部分是大挑戰(zhàn)，不過以優(yōu)勢來說，環(huán)繞式閘極的結(jié)構(gòu)將可以改善ESD靜電放電，環(huán)繞式閘極的結(jié)構(gòu)得以繼續(xù)微縮柵長尺寸。

在半導(dǎo)體工藝上，臺積電去年量產(chǎn)了7nm工藝（N7＋），今年是量產(chǎn)第二代7nm工藝（N7＋），而且會用上EUV光刻工藝，2020年則會轉(zhuǎn)向5nm節(jié)點，目前已經(jīng)開始在Fab 18工廠上進(jìn)行了風(fēng)險試產(chǎn)，2020年第二季度正式商業(yè)化量產(chǎn)。

明年的5nm工藝是第一代5nm，之后還會有升級版的5nm Plus（5nm＋）工藝，預(yù)計在2020年第一季度風(fēng)險試產(chǎn)，2021年正式量產(chǎn)。

對于臺積電的3nm計劃，目前最緊急的難題就是人才難題，臺積電也在積極挖人，在園區(qū)發(fā)布了高薪招聘計劃，3nm制程很難，臺積電還有很多事情要做。

三星的推進(jìn)情況

前不久，三星也公布了未來的制程工藝路線圖，公司計劃2020年則會推出3nm EUV工藝，同時晶體管類型也會從FinFET轉(zhuǎn)向GAA結(jié)構(gòu)。

據(jù)悉，三星3GAE工藝中還在開發(fā)當(dāng)中，不過在jinu發(fā)布了3GAE工藝的PDK 1．0工藝設(shè)計套件，旨在幫助客戶盡早開始設(shè)計工作，提高設(shè)計競爭力，同時縮短周轉(zhuǎn)時間（TAT）。

基于GAA的工藝節(jié)點有望在下一代應(yīng)用中廣泛采用，例如移動、網(wǎng)絡(luò)通訊、汽車電子、人工智能（AI）和IoT物聯(lián)網(wǎng)等。

通過使用全新的晶體管結(jié)構(gòu)可使性能提升35％、功耗降低50％，芯片面積縮小45％。不過，三星官方?jīng)]有明確3GAE工藝量產(chǎn)時間，但根據(jù)市場猜測，三星3nm在2021年實現(xiàn)量產(chǎn)是大概率事件。

預(yù)計三星將早于臺積電一年推出3nm工藝。誰能更快地推出可靠的新工藝，誰就有可能掌握在該制程上的最大話語權(quán)。

三星的3nm工藝時代不再使用FinFET晶體管，而是使用全新的晶體管結(jié)構(gòu)——GAA（Gate－All－Around環(huán)繞柵極）晶體管，通過使用納米片設(shè)備制造出了MBCFET（Multi－Bridge－Channel FET，多橋－通道場效應(yīng)管），該技術(shù)可以顯著增強(qiáng)晶體管性能，主要取代FinFET晶體管技術(shù)。

在晶圓代工市場上，三星公司在14nm節(jié)點上多少還領(lǐng)先臺積電一點時間，10nm節(jié)點開始落伍，7nm節(jié)點上則是臺積電大獲全勝，贏得了幾乎所有7nm訂單，三星只有自家Exynos及IBM的7nm訂單，臺積電也因此宣傳自己在7nm節(jié)點上領(lǐng)先友商1年時間。

根據(jù)三星的路線圖，2021年就要量產(chǎn)3GAE工藝了，這時候臺積電也差，而三星則希望借助GAA工藝開發(fā)2nm工藝，未來甚至要實現(xiàn)1nm工藝。

給我國的啟示

臺積電和三星的規(guī)劃，給大陸芯片制造企業(yè)帶來了極大的壓力?？梢宰鳛榇箨懶酒圃齑淼氖侵行緡H，但是就是這樣的代表也才到2019年才開始實現(xiàn)14nm制程的生產(chǎn)，差距在5年以上甚至更多。即使是中芯國際獲得ASML的光刻機(jī)可以生產(chǎn)7nm芯片，但從設(shè)備訂購到真正量產(chǎn)，還得花費幾年的時間。在芯片制造技術(shù)領(lǐng)域里，中芯國際離三星、臺積電這樣的企業(yè)還很遠(yuǎn)，臺積電僅在2017年就獲得了2425項，高居全球企業(yè)第九位。

臺積電畢竟在芯片代工領(lǐng)域占據(jù)了半壁江山，其制造技術(shù)不但要領(lǐng)先競爭者，同時其制程技術(shù)也必須要保持領(lǐng)先，否則要保持芯片代工的龍頭位置可不是一件容易的事情。而本就在此領(lǐng)域相對滯后的大陸芯片制造，無疑又加大了追趕的難度。

結(jié)尾

這兩年，三星電子、臺積電在半導(dǎo)體工藝上一路狂奔，雖然有技術(shù)之爭但把曾經(jīng)的領(lǐng)導(dǎo)者Intel遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在身后已經(jīng)是不爭的事實。

面對市場紅利，臺積電和三星這樣的龍頭自然不敢掉以輕心，只有加快進(jìn)度實現(xiàn)3nm制程的生產(chǎn)，搶占制高點。