任何关注半导体行业的人都知道芯片性能提升的速度开始放缓。与此同时，工艺公司已经讨论了他们减少制造芯片尺寸时面临的一些挑战。虽然通常与摩尔定律的继续发展有关，但更多是伴随着半导体工艺节点尺寸的减小，影响性能的因素会持续增加。
就在几个月前，三星半导体的代工业务宣布了晶体管设计方面的一项重大新进展，称为Gate-All-Around（GAA），它有望在未来几年保持晶体管级半导体的发展。从根本上说，GAA提供了对基本晶体管设计的重新思考和重新架构，其中晶体管内部的硅通道完全被栅极材料包围，而不是像三极一样被栅极材料覆盖，就像FinFET设计一样，这种设计可以增加晶体管密度，同时增加沟道的缩放潜力。
整个 科技 行业都在期待着半导体工艺的改进，这些进步将继续降低半导体尺寸和功率，并提高半导体性能。GAA与极紫外光（EUV）光刻技术一起被认为是半导体制造领域下一个主要技术进步，这为芯片行业提供了从7nm到5nm到3nm工艺节点的清晰路径。
从技术上讲，由于GAA FET技术降低了电压，这也为半导体代工业务提供了一种超越FinFET设计的方法。随着晶体管不断缩小，电压调节已被证明是最难克服的挑战之一，但GAA采用的新设计方法减少了这个问题。 GAA晶体管的一个关键优势是能够降低电压缩放造成的功耗，同时还能提高性能。这些改进的具体时间表可能不会像行业过去那么快，但至少关于它们是否会到来的不确定性现在可能会逐渐改观。对于芯片和器件制造商而言，这些技术进步为半导体制造业的未来提供了更清晰的视角，并且应该让他们有信心推进积极的长期产品计划。
GAA的时机也是 科技 行业的偶然因素。直到最近，半导体行业的大多数进步都集中在单个芯片或单片SOC（片上系统）设计上，这些设计都基于单个工艺节点尺寸构建的硅芯片。当然，GAA将为这些类型的半导体提供重要的好处。此外，随着新的“小芯片”SOC设计的势头增加，这些设计结合了几个可以在不同工艺节点上构建的较小芯片组件，很容易被误解为晶体管级增强不会带来太多的价值。实际上，有些人可能会争辩说，随着单片SOC被分解成更小的部分，对较小的制造工艺节点的需求就会减少。然而，事实是更复杂，更细微。为了使基于芯片组的设计真正成功，业界需要改进某些芯片组件的工艺技术，并改进封装和互连，以将这些元件和所有其他芯片组件连接在一起。
重要的是要记住，最先进的小芯片组件正变得越来越复杂。这些新设计要求3mm GAA制造所能提供的晶体管密度。例如，特定的AI加速，以及日益复杂的CPU，GPU，FPGA架构需要他们能够集中处理的所有处理能力。因此，虽然我们会继续看到某些半导体元件停止在工艺节点的路线图中，并以更大的工艺尺寸稳定下来，但对关键部件的持续工艺缩减的需求仍然有增无减。
科技 行业对半导体性能改进的依赖已经变得如此重要，以至于工艺技术的潜在放缓引起了相当多的关注，甚至对可能对整个 科技 世界产生的影响产生负面影响。虽然GAA所带来的进步甚至没有使该行业完全解决了挑战，但它们足以提供行业所需的发展空间以保持其继续前进。
据businesskorea报道，代工咨询公司IBS 5月15日宣布，三星电子在 GAA技术方面领先台积电(TSMC)一年，领先英特尔(Intel)两到三年。GAA技术是下一代非存储半导体制造技术，被视为代工行业的突破者。
三星已被评估在FinFET工艺方面领先于全球最大的代工企业台积电。FinFET工艺目前是主流的非存储半导体制造工艺。
这意味着三星在当前和下一代代工技术上都领先于竞争对手。
三星于当地时间5月14日在美国Santa Clara举行的2019年三星代工论坛上宣布，将于明年完成GAA工艺开发，并于2021年开始批量生产。
举世瞩目的高端芯片之战，再度点燃！
最近在IEEE ISSCC国际固态电路大会上， 三星亮出全球首款采用3nm工艺制造的SRAM存储芯片。
这款芯片容量可达256GB，面积仅56平方毫米，性能比上一代提升30%，功耗最多可降低50%，不出意外的话明年即可量产。
三星首秀3nm芯片精准卡位台积电，这背后意义重大。
在芯片制造领域，台积电向来一家独大，最先进的5nm工艺横扫天下，三星也只是勉强追平，前浪英特尔则完全被甩开。
作为旧时代IDM双杰之一，三星对此一直无法接受，所以在2019年启动“半导体2030计划”，计划10年内投资133万亿韩元（约7900亿元）成为全球最大的半导体公司，先进制程为规划重点，目标就是赶超台积电。
如今3nm芯片一触即发，三星能否超越台积电重登王座，坎坷的中国半导体又将走向何方？
壹
谈及高端芯片之争，必须先理清三星、台积电以及英特尔的关系。
半导体行业经过几十年发展，产业链各环节已非常成熟，上游材料设备，中游设计、制造，下游封测等环节分工明确，强者辈出。
唯独三星、英特尔不同，这两是全球仅存的IDM巨头（集设计、制造、封测三大环节于一体），基本不用依赖别人。
在很长时间里，全球芯片铁王座就是这两来回争，直到台积电异军突起，两极格局彻底被打破。
相比两大巨头，台积电出道晚成名也晚，当年还是靠接英特尔的低端订单成长起来的。其逆袭关键，在于张忠谋给公司定的铁律：作为晶圆代工厂，台积电只干制造，绝不插足上游设计，从而避免和客户竞争。
2010年iPhone 4 发布那会，苹果的A系列处理器还是三星负责代工，后来三星手机不是越做越大嘛，和苹果成对手了，台积电趁机拿下A系列芯片的订单， 从此和苹果深度绑定。
苹果之后，台积电相继拿下高通、华为等一系列大客户，营收连年新高，工艺也越来越先进，直到10nm制程开始全面领先三星，成为全球最强芯片代工厂。
到今天，全球只有台积电、三星掌握了5nm芯片工艺，英特尔则止步7nm退居二线。 而且三星的高端芯片良品率向来被诟病，苹果、华为的5nm订单基本全是台积电代工，实在来不及才考虑三星代工。
如果仅从营收规模来看，目前全球芯片双雄还是英特尔三星。根据Gartner发布的2020年半导体厂商营收预测，受益于疫情催化，去年服务器、PC等需求强劲，导致CPU、NAND闪存和DRAM市场表现亮眼。
整体来看，2020年全球半导体收入预计反d到4498亿美元，同比增长7.3%。
在其预测的全球半导体十大厂商中，英特尔和三星继续称霸。 其中，英特尔去年营收可突破700亿美元，同比增长3.7%；三星为560亿美元，同比增长7.7%。
台积电2020年报显示，公司全年营收为1.34万亿台币（约474亿美元），同比增长25%，净利润为5178亿台币（约183.3亿美元），同比增长50%。
从数据可以看出，双雄规模依旧，但营收增速比起台积电差的不是一点，这意味着未来很快被超越。 正是因为台积电未来预期更好，所以全球机构已提前站队：
目前英特尔市值为2556亿美元，台积电为6135亿美元，约为2.4个英特尔，问鼎全球市值最大半导体公司，新旧交替早已开始。
贰
高端芯片之战中，台积电技术、规模全面领先三星，但三星也不是完全没机会。
去年苹果将自研A14和M1芯片全给台积电代工，仅它一家就吃掉台积电25%的5nm产能，搞得台积电满负荷运转。
如果台积电产能短期内无法快速提升，那苹果将部分高端芯片订单交给三星再正常不过，而且高通的5nm就是三星代工的。
所以台积电再强产能也有极限，这就是三星潜在的赶超机会。
2020年5nm芯片落败于台积电后，三星曾设想在2年内量产3nm工艺，提前超越台积电。如今3nm来了，但提前超越可能言之尚早。
首先从产品来看，三星这次3nm首秀是用的SRAM存储芯片 ，也就是大家手机里的存储空间，这和台积电擅长的中央处理器无法相提并论。一个只负责手机里的存储，一个负责全方位的性能输出，哪个技术含量更高不言而喻。
从时间来看，三星其实也没真正超越，因为明年台积电的3nm也安排上了。
据报道，台积电3nm芯片预计2022年开始量产，其中苹果继续首批订货，3nm也会最先使用在iPhone、iPad和Mac芯片上。
去年5nm量产后，台积电和三星代工的高端芯片均有翻车迹象，比如发热、功耗高等，其中三星代工的问题更明显。
3nm大战时，三星也没法保证不再翻车，一切还是未知数。
结语：
我曾提过，芯片生产各大环节中，中国最薄弱的就是制造领域。
当台积电、三星已迈入3nm时代，我们的“全村希望”中芯国际连7nm都悬而未决，这意味着大陆在芯片制造领域的差距再次被拉大。
如果非要说中国半导体差在哪，应该是时间和决心。
过去10年，中国处于“茅房时代”，茅台股价和房价一飞冲天，大家习惯了赚快钱。
所幸一切在纠正：去年7月，国务院出台一个鼓励芯片行业发展的重磅政策，大意是：未来1—2年，国家鼓励的芯片设计、制造、封装等各个环节企业均可减免所得税。最高的，直接免税10年....
政策里还有两点很重要，一是新型“举国体制”，二是明确推进集成电路一级学科。就是要举国之力搞芯片，彻底突破封锁。
这次举国之力攻关，若能像日韩当年一样坚持5年、10年，未来高端芯片之争终将有中国一席！
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