＂2015到2016年,，三星Foundry先進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,，臺積電先進制程的進一步成熟，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，擴大純晶圓代工業(yè)務(wù)份額,，直接對標臺積電,。三星與臺積電之間的競爭越發(fā)激烈。＂

力爭3nm進程的原因

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進程的誘因之一。

臺積電的推進情況

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,，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)商跟進建廠,。

依照臺積電規(guī)劃藍圖，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大的晶圓代工廠,。

臺積電3nm制程技術(shù)已進入實驗階段,，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,。可以作為大陸芯片制造代表的是中芯國際,，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，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遠遠甩在身后已經(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,，只有加快進度實現(xiàn)3nm制程的生產(chǎn)，搶占制高點,。