前言：
在很多時候，顯露于歷史書中的，不是最優(yōu)秀的、最有智慧的，而只是幸存的……半導(dǎo)體工藝節(jié)點歷史也是如此嗎？
盡管面對未來，摩爾定律結(jié)束可能是個偽命題，半導(dǎo)體業(yè)仍將持續(xù)向前，但僅僅尺寸縮小越來越困難，只能另辟蹊徑，而新封裝、新材料和新架構(gòu)將扮演［接力棒］角色。
3nm的高成本需要抹平
①建立一條先進(jìn)的芯片制程生產(chǎn)線需要不僅需要大量的前期投入，生產(chǎn)過程中的維護(hù)成本也是極高的。因此需要保證產(chǎn)品線的滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)才會盡可能保障先進(jìn)芯片制程的盈利。
②3nm制程面臨芯片設(shè)計復(fù)雜度以及晶圓代工成本飆升等問題，還有EUV光刻機采購成本創(chuàng)新高，產(chǎn)出吞吐量提升速度放緩，推升3nm晶圓代工報價恐達(dá)3萬美元。
③3nm芯片封裝技術(shù)將全面導(dǎo)入量產(chǎn)，同時隨著3nm制程技術(shù)和成本的增加，Chiplet堆疊和封裝技術(shù)也將大面積鋪開，成本和精力需要雙重投入。
④因為先進(jìn)封裝是微米等級，但目前制程早已進(jìn)入納米，制程設(shè)備成本就是一個挑戰(zhàn)，導(dǎo)線寬度大小、時間消耗都較多是成本問題。
臺積電：蘋果仍是核心，用投入減少成本
蘋果與臺積電和合作已經(jīng)長達(dá)十年，截止目前蘋果仍然是臺積電最大的客戶，占臺積電2020年480．8億美元總營收的四分之一。
據(jù)臺積電的一份客戶訂單數(shù)據(jù)顯示，2020年蘋果獲得了臺積電產(chǎn)能的24．2％，2021年這一數(shù)字已達(dá)到25．4％。
今年預(yù)計蘋果仍占臺積電5nm產(chǎn)能的50％以上，未來臺積電正式向客戶提供3nm節(jié)點工藝時，情況似乎也不會改變。
在蘋果最新發(fā)布的芯片線路圖中，蘋果預(yù)期在2023年發(fā)布基于3nm的第三代M系列芯片，并且依舊選擇了臺積電代工3nm制程。
臺積電今年百億美元投資的20％主要用于先進(jìn)封裝及特殊制程，它在InFO、CoWoS等技術(shù)上的巨大成功，推動制造業(yè)、封測業(yè)以及基板企業(yè)投入了大量人力物力開展三維扇出技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)。
臺積電3nm制程仍延用FinFET晶體管架構(gòu)，其主要優(yōu)勢在于可充分發(fā)揮EUV技術(shù)優(yōu)異的光學(xué)能力，以及符合預(yù)期的良率表現(xiàn)，減少光罩缺陷及制程堆棧誤差，并降低整體成本。
為了改善成本，臺積電專門制定了EUV改善計劃，并改良EUV光刻機設(shè)計，以及導(dǎo)入先進(jìn)封裝，以求更多客戶愿意采用3nm制程。
另外，臺積電有望啟動EUV持續(xù)改善計劃（CIP），目的是增加芯片尺寸的同時，減少EUV光罩使用道數(shù)。
三星：追趕臺積電從量產(chǎn)時間開始
三星在3nm芯片制程上的布局規(guī)劃早于臺積電，制程工藝完善程度也高于臺積電。
三星很有可能是首家批量生產(chǎn)3nm制程的芯片代工廠，從而在與臺積電的競爭中處于上風(fēng)。
因臺積電與蘋果關(guān)系密切，預(yù)估蘋果新iPhone與筆記本電腦處理器都會優(yōu)先采用臺積電3nm制程，可能造成AMD對臺積電不滿，轉(zhuǎn)向三星3nm制程。
三星將斥資170億美元在德州泰勒市修建晶圓廠，用以生產(chǎn)移動設(shè)備 、5G、高性能運算、人工智能等先進(jìn)制程芯片，預(yù)計2022年上半年動工，2024年下半年量產(chǎn)。
三星電子也在近期宣布赴美設(shè)廠，主要是希望由美方化解日韓貿(mào)易戰(zhàn)，美國廠商也樂見三星赴美設(shè)廠，等于是多一個備用方案。
臺積電與三星在先進(jìn)制程與海外布局方面競爭激烈，三星目前在美國新廠投資規(guī)模暫時領(lǐng)先，意在3nm量產(chǎn)日程方面超過臺積電，消息稱高通、AMD等臺積電重量級客戶都有意導(dǎo)入三星3nm制程。
三星看似強勁的出擊其實暗藏危機，在海外興建晶圓廠也是拓展客源的無奈之舉。
而今，由于3nm制程技術(shù)難度非常大，三星美國工廠也就是德州奧斯汀的晶圓工廠，在2023年前恐怕還難以正式量產(chǎn)。這對于力求趕超臺積電的三星來說，壓力依然不小。
不過，以三星3nm GAA的目標(biāo)規(guī)劃來看，在時間及產(chǎn)品效能上相較于臺積電都有一定的領(lǐng)先，這對于其在市場中吸引更多的客戶以及更加長遠(yuǎn)的發(fā)展都有不小的優(yōu)勢。
三星的GAA盡管性能具有優(yōu)勢，但作為新的架構(gòu)需要開發(fā)相應(yīng)的EDA工具及新的IP，此前也爆出存在漏電等關(guān)鍵技術(shù)問題，最終仍要看量產(chǎn)后的效能與良率。
在近期的的三星先進(jìn)代工系統(tǒng)論壇會上，三星官方宣布已有12家合作伙伴深入合作。當(dāng)傳出高通與AMD有意合作的消息后，更像是在三星3nm的布局上添上的一把火。
在三星的最新計劃中，將在韓國擴建紫外光（EUV）光刻技術(shù)生產(chǎn)線，該技術(shù)使用波長13．5nm的極紫外光，能夠制造出更精細(xì)、更清晰的電路，從而讓芯片搭載更多元件，大幅度提升運算能力與效率。
AMD：轉(zhuǎn)單傳聞越來越像真的
近年來，在7nm和5nm方面，AMD已經(jīng)成為臺積電的第二大客戶。
不出意外的話，該公司的下一代Zen 5架構(gòu)霄龍（EPYC）Turin 處理器，也將采用臺積電的3nm制程。
然而，自從三星宣布了3nm制程工藝計劃后，市場不斷傳出高通和AMD愿意采用，除了三星可以提供從設(shè)計到生產(chǎn)的全套服務(wù)配合外，其代工報價相對低廉絕對是讓高通和AMD心動的原因。
雖然AMD一直將臺積電作為主要代工廠，但一直希望有第二家晶圓代工廠能有所分擔(dān)，特別是英特爾現(xiàn)在也選擇了臺積電進(jìn)行代工。
基于近些年良好的合作關(guān)系，以及3nm制程難度和風(fēng)險水平的提升，AMD有一家芯片代工備選廠商，也是合理的。
結(jié)尾：
3nm制程有望使工藝技術(shù)、芯片架構(gòu)、封裝和產(chǎn)業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)廠商之間的關(guān)系發(fā)生明顯變化，從而帶動芯片業(yè)進(jìn)入一個前所未有的發(fā)展階段。
然而不論是3nm還是2nm，工藝終將走向宿命般的終局。
3nm的對抗賽還在繼續(xù)，不到市場正式出現(xiàn)3nm制程芯片，一切都只是暗潮洶涌。
部分資料參考：半導(dǎo)體行業(yè)觀察：《先進(jìn)制程的“3岔口”》，超能網(wǎng)：《分析指三星先進(jìn)工藝將面臨諸多困難，AMD對其3nm工藝心動事出有因》，愛集微APP：《先進(jìn)制程上的“魷魚游戲”：三星“殺瘋了”？》，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫：《決戰(zhàn)！3nm制程 —— 三星和臺積電誰會最先沖過終點線？》
