台积电和三星的盈利结构显示,在价格较高的纳米竞争领域,利润率更高。自从英特尔在 7nm 掉队,只有台积电和三星电子能够达到 5nm 以上至 3nm。近日,传出看中了台积电 3nm 工艺,但出于成本考虑,还是将下一代骁龙 8 Gen 3 交由三星和台积电共同代工的消息。
风云再起,台积电与三星的 3nm 或将首次同台竞技。前脚有机构指出台积电 N3 良率最高可达 75% 至 80%,三星紧跟着表示全球首家采用高端 EUV 薄膜技术,尖端工艺的唯二两名玩家再次掀起话题。
良率吊打,台积电技术稳赢
据 Business Next 采访报道,半导体行业分析师和专家估计,目前台积电的 N3 良率可能在 60%~70%,最高在 75%~80%,第一批的成绩还算不错。金融分析师 Dan Nystedt 发推表示台积电目前的 N3 收益率与早期的 N5 收益率相似,后者可能高达 80%。
价格的上涨也实非台积电所愿。先进制程正在逼近硅材料的物理极限,兴建一条 3nm 产线的成本已经大幅上涨到了 150-200 亿美元,加之订单需求上更大的压力,都是促使台积电提出更高报价的原因。台积电总裁魏哲家就表示,「即使经济下滑台积电也不会下调价格。」
相对应,高涨的报价意味着初期只有科技巨头们才有财力选择台积电 3nm,供应链的消息就指出明年年台积电 3nm 的客户只有苹果和英特尔,其他有意愿的客户都尚未给出时间表。8 月,英特尔传出因产品设计和工艺验证问题先是推迟明年上半年,后又推到了年底,导致苹果几乎包下了台积电 3nm 明年的订单需求。
这不意味着三星就在客户关系上胜过台积电。
两家代工厂都预计在 2023 年开始投产,经过初期的产量和良率爬升,到 2024 年开始大规模量产。台积电 3nm 工艺明年将率先应用于苹果 A17,三星 3nm 首发客户的主要是国内的矿机芯片厂商 PanSemi,向英伟达、高通等客户提供的产能预计最早也要等到 2024 年。
当然,3nm 客户的争夺最终都要先回归到技术,尤其在芯片代工的领域,最核心的依然是技术实力。今年 6 月,三星宣布全球率先量产 3nm。台积电 3nm 的量产时间则从原定的 9 月底先是推迟到了今年第四季度晚些时候,最新消息指又要推迟到明年年初。
多年来我国在芯片产业一直遭遇着“卡脖子”的困境,在各大头部厂商角逐3nm高精度制程芯片之际,我们却长时间困在14nm制程。不过随着我国企业愈发重视芯片自研,这种情况已经发生根本转变。
而今国内芯片研发捷报频传,华为的芯片堆叠技术,是突破制约的关键成果。而利扬在3nm芯片测试上又取得了重要进展,小米也在“四芯矩阵”上迈出了坚实的一步。
继华为推出的麒麟芯片后,小米也把发展的重点转向芯片自研。其已正式对外发布“澎湃G1”芯片,加上前期对外发布的澎湃S1、C1、P1系列芯片,小米打造的“四芯矩阵”正式成型。澎湃四芯矩阵的性能与华为麒麟芯片、的骁龙芯片还有苹果的A系列芯片相差无几,在“芯外芯”的设计架构中,小米的芯片性能拥有很大的发展潜力。
所谓“四芯矩阵”,即基于SOC大芯片架构,叠加小芯片的处理性能,四芯联动实现的效果是1+1>2的,而这种芯片的叠加,完全可以突破对制造技术的依赖。四种芯片与一种芯片相比最大的优势就在于灵活性,考虑到用户对产品的需求不同,搭载的芯片越多,能够实现的功能就会越多,这种另辟蹊径的方式增添了许多的可能。
随着科技的高速发展,谁又能想到一颗小小的芯片已经发展到3nm或2nm阶段了,这是一个什么概念呢?按照我们现在已经普及的7nm芯片来说,一颗小小的芯片里面能容纳至少70亿个晶体管,而相较于7nm来说IBM公布的2nm测试芯片里面可能容纳高达500亿个晶体管,只有指甲盖大小的芯片里面却装着一座“海市蜃楼”,可想而知如今的半导体行业发展到了什么程度。
芯片越小其要求的制程工艺就越先进,越先进的制程工艺制造出来的芯片其性能也就近乎“完美”,而有如此实力的芯片制造企业全世界都屈指可数,目前大家所熟知的芯片制造企业中仅台积电和三星已经达到了3nm的工艺制程。早在去年的时候,这两家一直角逐的芯片巨头企业就发出公告称,2022年下半年将进入3nm芯片的量产阶段。如今2022年已过去大半,关于3nm芯片到底发展到什么程度了呢?
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