三星寻求加快5nm及3nm芯片制程工艺研发 ，欲与台积电试比高

外媒最新的报道显示，在芯片制程工艺方面落后台积电一段时间的三星，正在寻求加强与极紫外光刻机供应商阿斯麦的合作，以加快5nm及3nm制程工艺的研发。

三星加快5nm及3nm工艺的开发，欲与台积电试比高，未来能否超越台积电让我们拭目以待。

台积电近今年的发展可以说是顺风顺水，可以说台积电凭借着领先的工艺技术，在半导体行业中是游刃有余的，当然台积电也有一个竞争对手，那就是三星。但是三星相比于台积电，还存在很大的差距，虽然目前这两家都能够量产市面上最为先进的5nm芯片，而三星的良品率低是一大硬伤。

三星主动出击

韩国三星电子在半导体代工领域向台积电制造发起正面挑战。三星确定采用新一代生产技术EUV光刻机的量产体制，计划用十年的时间来挑战台积电世界首位的地位。

三星电子副会长、三星集团实际大当家李在镕（Lee Jae-yong）10月13日在为期一周的欧洲之行期间，在位于埃因霍温的ASML总部会见了该公司的高层管理人员，包括首席执行官彼得·温林克（Peter Wennink）和首席技术官马丁·范登布林克（Martin Van Den Brink）。

在成为三星电子实际的掌门人以来，李在镕在多个场合都发挥了关键作用，去年韩美爆发贸易冲突之际，日本停止了对韩国三星、LG等公司关键物料的出口，后来也是李在镕亲自前往日本会见各大供应商以寻求解决办法。

三星方面证实，此次会议涵盖了双方共同感兴趣的各种问题，例如ASML出售EUV设备的计划，以及双向合作开发下一代存储芯片的细节。最重要目的其实是亲自催促对方，提前1个月交货生产先进制程不可或缺的9座EUV（极紫外光微影台）。在抵达首尔时，李在镕特别表示，他“在探索与EUV设备制造商建立牢固关系的方法”。相关资料显示，三星与ASML在多年来一直是合作伙伴关系，三星也在2012年投资入股ASML公司以加强合作，目前三星持有ASML 1.5%股份。

而台积电与目前全球唯一的极紫外光刻机供应商ASML也合作紧密，已获得了大量的极紫外光刻机。在8月份的全球技术论坛期间，台积电曾透露全球目前在运行的极紫外光刻机中，他们约有一半，产能则是预计占全球的60%。

三星要想实现篡位目标，非得加大EUV采购不可。ASML包括已交付和已接单的EUV总数约70台，台积电就过半，三星已启用10台，就算加上李在镕亲催提早交货9台，数量上勉强可以暂时逼近台积电已启用的20几台。

台积电虽然领先于三星，但是二者相差的其实并不是很大，台积电还是对三星有所顾忌。如过去3纳米架构也是率先由三星喊出将从目前采用的FinFET（鳍式晶体管）改变成GAA（闸极全环） —— 此举是为了抢救现在三星在7纳米、5纳米良率偏低的原因，因为GAA架构在实验室里面被发现，其抑制漏电的状况比起FinFET架构要好得多，若能有效控制漏电，对于芯片的效能表现将有所帮助。

针对三纳米延续FinFET架构一事，台积电的首席科学家黄汉森表示不与三星同调改采GAA，除了是包括成本、客户IC设计衔接等问题外，台积电依旧有能力在制程进入更小的阶段上，仍采用原架构并且维持产品的效能表现，展现了晶圆代工龙头在技术上的优势地位。

虽然现在台积电在该领域占据着主导地位，但三星也越来越多地从英特尔(Intel)、高通(Qualcomm)和英伟达(Nvidia)等全球芯片设计公司获得芯片制造订单。在最新的芯片制造订单中，三星在其位于京畿道华城的工厂开始使用极紫外(EUV)光刻设备批量生产高通最新的应用处理器骁龙875。

台积电的领先优势得到持续巩固，同时外部市场环境也会提供长期利好。看起来台积电的晶圆代工龙头地位会愈加稳固，而其在整个半导体行业内的霸权也将更加牢不可破，然而事实并不像表面看起来那样简单。

当台积电放弃12nm以下先进制程投资，格罗方德放弃7nm以下先进制程研发之后，台积电真正意义上的挑战者只剩下三星。而三星也绝不会轻易放弃对台积电的追赶，并且对它的威胁程度也在不断提升。从实际来看，三星对台积电的威胁是全方位的。

三星和台积电两强争霸

在半导体先进制程工艺方面，特别是行业进入14nm时代以后，玩家迅速减少。本来是英特尔、三星和台积电三足鼎立的局面，但由于在过去5年里，英特尔在工艺技术进度方面的不给力，一再延误，使得近两年10nm及更先进制程市场，不见了三足鼎立的局面，只有三星和台积电两强在争。

在三星和台积电两强争霸中，2015年为苹果代工的A9芯片在iPhone 6s上的续航能力不及台积电所生产芯片一事出现之后，三星就再也未能获得苹果A系列处理器的代工订单，苹果的订单也就全部交给了台积电，也成为了台积电最大的客户。

技术的领先也让台积电吸引了不少的厂商，华为也是台积电客户，并且还是第二大客户。这样一来台积电的发展就越来越快速，在芯片制程工艺方面，三星落后于台积电一段时间，相同的制程工艺，台积电都是率先大规模投产。

台积电的5nm工艺，在今年一季度就已大规模投产，三季度贡献了约10亿美元的营收，预计四季度将超过26亿美元。更先进的3nm工艺方面，台积电目前也在按计划推进，计划在2021年风险试产，2022年大规模投产。并且2nm芯片也已经获得了突破，目前已经在建设晶圆厂，为2nm芯片产能做打算。

同时，台积电对于光刻机也是加大引进的力度，预计到2021年底，台积电EUV光刻机将增至55台左右，而三星能采购的数量仅25台，差距明显，因此，EUV光刻机成为先进制程之争的关键资源。那么面对劲敌台积电的动作，三星也不可能无动于衷，从三星的董事长李在镕亲自前往ASML公司洽谈光刻机事宜，可以看出三星对于光刻机有多么的迫切了。在目前三星芯片代工领域的市场份额落后台积电的情况下，要想在5纳米和3纳米上实现反超，光刻机是重要的一环。

现在台积电具有压倒性的优势，三星想要在十年的时间里要超越台积电抢占第一，看来还是有一定的难度，不过三十年河西，三十年河东，谁也说不好。只能说这个一个富有挑战的目标，而至于结果还得等到那时候揭晓。

现在摩尔定律已经接近极限，之后必然会产生一些新兴的事物，现在的台积电在3nm以及2nm已经遥遥领先了。但是当摩尔定律到达极限的时候，新兴的行业开始出现，或许到那时半导体行业将再次洗牌，再次迎来一个新的局面。

争夺晶圆代工市场

芯片需求的上涨对晶圆代工厂商的作用是显而易见的，特别是对于依赖先进制程的高性能芯片，7nm、5nm等制程的加持不仅让性能有了飞跃的提升，在功耗的控制上也有更多的余地。对于大部分依赖先进制程的芯片公司而言，从晶圆代工厂商中抢订单已经成为了头等大事。

前些年进军晶圆代工市场的英特尔，市场拓展速度缓慢，同时，由于自身先进制程技术不够成熟，英特尔在2020年第二季度财报中曾经提到，基于7nm的CPU相对于预期计划大约滞后了6个月，这将最初计划2021年底推出7nm芯片的时间节点延期到至少2022年。

再加上其整体芯片制造产能未能跟上市场需求的步伐，在2019年出现了CPU大缺货的局面，这也在客观上给了AMD迅速追赶的机会。为了遏制这一态势，近一年来，英特尔正在认真考虑将更多的芯片，特别是其核心产品CPU外包代工生产，而具备接单实力的厂商，也只有台积电和三星了。

论是台积电还是三星都非常渴望拿到英特尔的订单，因为这会给它们带来十分可观的收入。由于存储芯片市场疲软，对三星的营收产生了很大影响，因此，三星的晶圆代工产能利用率下降，想寻找新客户，英特尔是其主要的争取对象，若能拿到英特尔的大单，无疑可进一步增强其今后与台积电竞争的底气和决心。英特尔将在2021年初宣布其芯片外包决定，而且可能不止一种方案。拭目以待吧。

目前，全球市场8英寸晶圆供给缺口近二成，使得相应代工产能非常吃紧，涨价声音不断。如果能够抓住这一波晶圆代工市场产能短缺的行情，未来台积电与三星的争夺战将更具看点。据悉，三星正考虑针对旗下的8英寸晶圆厂进行投资，以提高生产效率，满足市场需求。

花费大笔资金改造老旧产线，能否产出与之匹配的效益？三星的这一投资计划也遭到了部分的质疑。不过，考虑到8英寸晶圆业务占据公司较高比例的营收，三星仍在积极推进这一行动。而台积电的8英寸晶圆业务所占比例较小，如果三星能够抓住这一波市场机遇，则有望缩小与台积电之间的市占率之差。

台积电一直以来在价格上比较强悍，而三星过往都有可能以低于台积电20-35%的价格来抢单。而且相对于台积电而言，三星在资金筹集方面具有优势，因为该公司能够通过其他业务部门的获利来进行投资。三星最大的致命伤是作为一个IDM半导体业者，同时又身兼晶圆代工，若是有手机芯片IC设计业者要来下单，难免会担心企业的商业机密被窃取，而这一点一直是三星的罩门。

三星不仅拥有晶圆代工技术，同时也具备记忆体优势，因此近期端出了3D IC封装技术X-Cube，该技术采用硅穿孔科技（through-silicon Via，TSV ），除了能塞入更多的记忆体、让资讯的传输路径大幅缩短外，同时也可加快数据传送速度跟能源效益，能满足5G、AI甚至是高效能运算的需求，X-Cube将可用于7纳米跟5纳米先进制程上。

不只是三星，台积电在今年技术论坛上也推出3D硅堆叠与先进封装技术家族的3D Fabric平台，包括CoWoS、整合型扇出（InFo）以及系统整合芯片（TSMC-SoIC）等，都是透过异构整合的方式抢进高级封装市场，满足顾客需求的技术。

2018年裸退的台积电创办人张忠谋，将三星视为“可畏的对手”，他在去年接受媒体专访，提及对手三星时直言：台积电跟三星的战争绝对还没结束，我们只是赢了一、两场battle（战役），整个war（战争）还没有赢。

或许三纳米转换架构只是一个开端，接着不仅有下一代、还有下下一代的技术节点要跟台积电进行肉搏战，同时半导体随着5G时代的到来而产生出各种全新的应用，如第三代化合物半导体等，对不论是台积电或三星而言，绝对都是全新的功课。三星都还在努力中，台积电又怎能轻易松懈。这场双雄的斗争结果会如何，大家都还在看。