三星|3nm量产，三星真的赢了吗？

2022-07-09 苹果三星高通台积电 it芯片

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【三星|3nm量产，三星真的赢了吗？】

日前三星已官宣， 3nm制程工艺正式量产，且首次用上了全环绕栅极晶体管技术（简称“GAA”）。三星宣称，与5nm工艺相比，第一代3nm性能提升23% ，功耗下降45% ，同样晶体管密度的前提下，面积减少16% 。第二代3nm工艺性能提升30% ，功耗下降50% ，且同样晶体管密度的前提下，面积减少35% 。

图源：pixabay

对于全球首个量产的3nm工艺，韩国媒体一致表示看好，中国台湾方面专家却持不同态度。台湾工研院产科国际研究所总监杨瑞临表示， GAA工艺根本没有成熟，相关的测量、蚀刻、材料、化学品等方面，都存在问题，三星完全是赶鸭子上架。
考虑到台湾晶元代工厂台积电与三星是竞争关系，台湾专家的言论未必没有主观情绪在。那么三星3nm工艺究竟如何，表现会比5nm工艺强多少呢？
制程工艺之争，已到白热化阶段最初制程工艺的竞争主要在手机领域， 2016年台积电与三星10nm工艺正式投产，距今不过6年时间， 3nm工艺竟然进入了量产阶段，平均每年制程工艺都要升级1nm左右。
很快，制程工艺从手机领域卷到了PC领域，苹果M系列自研处理器直接用上了当时台积电最先进的5nm工艺。 AMD虽然有些落后，但锐龙CPU也用上了台积电6nm工艺，这样一来Intel就难受了，仍守着14nm工艺， 10nm工艺刚刚投产。于是， Intel指责台积电、三星玩文字游戏，并把自家的10nm工艺强行命名为“Intel 7” 。
诚然，从晶体管密度方面来看， Intel 10nm制程工艺与台积电、三星的7nm工艺差不多。只是Intel的行为可以明显看出晶圆代工方面竞争过于激烈，导致厂商都出现了焦虑感。三星与台积电是全球最大的两家晶圆代工厂，明争暗斗自然更加激烈。
制程工艺越来越小，想要进步就越难越难。我们原本期望今年秋季台积电3nm工艺可以投产，由苹果A16仿生处理器首发，结果却让我们很失望， A16用的是台积电4nm ，台积电的3nm制程工艺，明年才能正式投产。
更令人失望的地方在于，台积电第一代3nm工艺用的仍是鳍式场效应晶体管技术（简称“FinFET”）。按照这个速度，台积电第二代3nm工艺大概会在2024年投产， 2nm工艺2025年投产，就算进展顺利， 1nm工艺可能要在2026年或2027年才能投产了。

图源：台积电
可三星不会给台积电反击的时间，采用GAA晶体管技术的3nm工艺已投产，如果进展顺利， 1nm工艺会在2025年或2026年投产。目前，三星是唯一3nm工艺投产的晶圆代工厂，也是唯一使用GAA晶体管技术的厂商。可芯片工艺如何，不能只看一个数字， Intel的10nm工艺晶体管密度可达1.088亿个/平方毫米，是三星10nm工艺的两倍，持平三星7nm工艺。
一年投入22万亿韩元（约合人民币1444亿元）的三星，费时费力研发出的3nm工艺，表现究竟会怎样呢？
这一次，三星会让我们失望吗？杨瑞临不看好三星，一方面是因为认为三星操之过急，另一方面则是因为三星5nm、4nm工艺表现不算太好。近两年的高通旗舰芯骁龙888和骁龙8 Gen 1用的就是三星工艺，但表现并不算出色，甚至让骁龙865/骁龙870被封为一代神U 。
今年5月，高通发布了骁龙8+ Gen 1 ，改用台积电4nm制程工艺。从极客湾发布的工程机评测来看，功耗和发热表现非常出色，能耗比仅次于苹果A系列仿生处理器， Android处理器中唯有天玑8100能够与之抗衡。这还是在工程机上，如果经过厂商的优化，再加上旗舰级散热，表现可能会更出色。

图源：极客湾

对于三星来说，这并不是一个好消息，高通改用台积电4nm后， SoC表现立刻就好了一大截，而且三星还失去了高通这个大客户。在手机CPU行业，高通、苹果、联发科是出货量最大的三家，之前苹果和联发科都是台积电的客户，如今高通也倒向了台积电，三星的大客户严重流失。
然而三星的3nm工艺表现究竟如何，没人能妄下断论。之前的制程工艺表现不好，不代表3nm工艺表现也不好，尤其是GAA晶体管技术的应用，很可能让三星制程工艺发生翻天覆地的变化。不过杨瑞临所说的，新技术不够成熟，情况也确实存在，否则长期处于领先地位的台积电，也不会第一代3nm工艺仍坚持FinFET晶体管技术。

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