全球首款3nm芯片！三星放大招了

2020年漂亮国从芯片制造层面出发，对华为进行全面打压，使华为陷入芯片危机之中，核心业务智能手机遭遇重大挑战。 这时人们才发现虽然“中国制造”已经在世界舞台上大放异彩，中国也被称之为是“世界工厂”，但是在高端领域制造方面，与漂亮国等发达国家相比，仍然具有很大的差距。 不过幸运的是，当下无论是国家，还是企业都开始集中一切力量进行全面攻克。如果这次能够彻底沉下心来搞科研，那么中国芯工程将极具希望。自我国宣布全面攻克半导体制造技术以来，就捷报频传。

虽然中国芯好消息不断，但与先进工艺相比，仍然具有很大的差距。目前5nm工艺制程芯片已经成功量产，并成功应用到了各大智能手机中。 但是我国半导体行业中有着最强实力的中芯国际目前连7nm工艺尚未攻破，未来在芯片上的发展仍然任重而道远。 但就在刚刚过去不久的IEEE ISSCC国际固态电路大会上，三星成功引燃了全世界范围内的芯片之争。 在大会上，三星首发应用3nm工艺制造的SRAM存储芯片，将半导体工艺再度推上一个进程，台积电与其的纷争彻底点燃。 全球首款3nm芯片！三星放大招了，而这也给我国半导体研发工作带来了更大的压力。

3nm芯片！三星放大招了， 据悉，来自三星的3nm工艺SRAM存储芯片，其容量为256GB，面积仅为56平方毫米，性能提升30%，功耗降低50%，预计在2022年正式量产。台积电虽然没有首发3nm工艺芯片，不过就目前透露的消息来看，明年也将实现3nm芯片的量产。 半导体领域再上一个台阶。

就目前半导体领域知名公司而言，以高通、联发科、台积电、三星、英特尔以及华为等公司为例。 但是需要说明的是，高通、联发科和华为这些企业，其工艺主要体现在芯片设计上，但是在芯片制造上却有着极大的缺陷。 任正非曾经就明确表明，华为海思在芯片设计上，绝对处于世界领先位置。但是在制造方面，此前几乎没有涉及，从而陷入危机。

与华为不同的是，英特尔和三星不仅掌握了芯片设计工艺，更掌握了相应的先进芯片制造工艺，是全球IDM双杰。 而台积电的定位则是只聚焦于芯片加工方面，也就是只管制造，而不管设计，但这也是最重要的一环。 所以在芯片工艺上，真正的争论主要集中在英特尔、三星和台积电三家身上。 但就目前而言，英特尔在技术上已经明显落后，芯片制造先进工艺的争夺主要在三星和台积电两家。

在台积电尚未兴起之前，世界半导体发展主要在于英特尔和三星两家。 直至2010年之后，三星进军智能手机行业，与苹果产生直接冲突，苹果芯片订单转交给只从事芯片制造的台积电，从而使得全球半导体行业发生改变。 台积电自此以后，开始接到越来越多的订单，仅沉浸在制造上的它技术也突飞猛进，成为目前芯片制造技术最成熟的企业。。 只不过就2020年整体营收来看，英特尔为700多亿美元，增速3.7%；三星为560亿美元，增速7.7%；台积电为474亿美元，增速50%。

从营收来看，目前的台积电还是三家最少的存在，但从增速来看，却是最快的。那么也就说明，超越他们是迟早的事情 。更不要说英特尔当下还停留在7nm工艺水平，而三星和台积电已经相继成功量产5nm芯片，并且在3nm上展开争夺。

只不过就当下的5nm工艺芯片来看，三星的效果不如台积电所生产的5nm芯片。其发热、功耗等各种问题均比台积电更为严重。 台积电也顺利坐上了最强芯片制造厂商的宝座。不过从本次三星首发3nm芯片来看，它似乎先发夺人。

为了成功超越台积电芯片制造技术，三星于2019年启动了“半导体2030计划”。该计划中表明，未来10年内三星会投资133万亿韩元（大约7900亿人民币）用来发展半导体技术，其中以先进制程为规划重点，令自己成为全球最大的半导体公司，防止台积电赶超自己。那么就当下来看，三星有机会在明年实现技术上的称霸，从而完成目标吗？

我们前面提过，虽然本次三星首发了3nm工艺芯片，但台积电在技术上也已经获得了重大突破，同样在2022年可以实现量产。 而台积电之所以没有发布相关工艺芯片，可能是因为相关设计公司尚未提供方案，也有可能是台积电聚焦的是技术要求更高的中央处理器，这也是它所擅长的地方。所以三星是否能够在技术上超越台积电，当下还不好说。

但是根据当下透露出的消息来看，三星在3nm工艺芯片上采用了全新的晶体管技术，利用GAA技术来解决此前在5nm工艺遇到的发热、功耗过大等一系列问题。而台积电在3nm上则是继续应用传统的FinFET工艺。 两者相较而言的话，GAAFET技术在排列上更为紧密，可容纳的晶体管数量更多，因此相应的芯片面积会进一步缩小，加上其对跨通道电流更为精准的控制，进而有望实现技术上的领先。当然了，新技术也缺乏相应的经验，成熟度不够可能导致良品率下降。

同时从规模上来看的话，三星应该可以继续保持自己的领先地位。台积电的产能毕竟有限，而且属于代工，与三星的IDM有着本质区别。并且就目前的消息来看，仅苹果一家的订单，就占据了台积电四分之一的5nm产能。而3nm作为更高级的工艺，虽然会实现量产，但产能也会随之下降，苹果将会占据更多。那么也就意味着三星有更多的机会超越。

当然了，归根到底主要还是在于技术如何。要知道，当下的5nm工艺虽然台积电的表现要优于三星，但总体评价不是很好存在极大的弊端。升级后的3nm究竟能否达到人们预期的水平，令所有人期待。 同时，也告诫我国，必须进一步加快半导体技术的研发攻克，决不能因为获得了一些成就便洋洋自得，距离真正的突破还有相当长的一段距离，还有许多困难等待着我们的攻克。

我国芯片行业的发展前景巨大。

2021年6月9日，在世界半导体大会上，中国工程院院士吴汉明指出我国芯片的现状：中国想要完成芯片的国产化替代，还缺8个中芯国际。简而言之，如今我国需要8个中芯国际的产能，才能够满足当下半导体市场日益增长的芯片需求。而这意味着目前中国想要在短时间内解决芯片产问题，有着不小的困难。不过，随着全球芯片荒的不断发酵，给中国芯片发展提供了更多的可能性，我国芯片国产化进程也有望进一步加快。

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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