3nm之争暗潮洶湧晶片制造巨頭對抗更新 國産半導體迎發展契機

本報記者 賈麗

在全球晶片供應吃緊之下，晶片制造巨頭們加足馬力開工之餘，暗中較勁，在晶片3納米制程技術（3nm）上争奪不休。

台積電與三星的3nm争奪戰已然打響，前者已進入試産階段，預計2022年下半年可正式量産，後者則預計2022年初即可成功量産。其中，三星3nm獲得設計公司AMD和高通的青睐，英特爾或敲定台積電3nm代工訂單。

3nm制程的量産對晶片産品和産業鍊發展有何意義，全球晶片是否會再迎新變局？在這一背景下，在晶片領域前赴後繼的中國企業們，該如何發力？

3nm制程對抗更新

在半導體制造中，3nm制程工藝是繼5nmMOSFET技術節點之後的又一個技術節點。晶片巨頭們圍繞這一技術都展開了前瞻性布局。截至目前，三星和台積電已宣布将3nm半導體節點投入商業生産，但量産時間不一。

在3nm晶片量産前，市場已是暗潮洶湧。

根據去年一份拓墣産業研究院釋出的全球前十大晶圓代工廠資料，全球晶片代工市場可以分為四大陣營：台積電拿下半壁江山，市場占有率達到了55.6%；三星市場占有率16.4%位居第二；聯電、格芯和中芯國際為第三陣營，市場占有率分别為6.9%、6.6%和4.3%；其他廠商市場占有率僅約1%。

多年位居老二的三星，一直在尋找趕超的機會。

“缺芯現象在全球蔓延，打亂了晶片巨頭的原有投産計劃，擴産的同時，巨頭們的競争也越發激烈。得益于智能手機的剛需，台積電一直是高端晶片制造的絕對霸主。在7nm、5nm制程工藝上三星較台積電慢了一步。要想挑戰台積電，三星就必須抓住3nm小換代的機會。”接近三星人士透露。

雖然台積電在晶片3nm制程工藝上的布局時間較早，2016年就已經開始計劃建設相關晶圓制造工廠，但三星發力更猛，并且憑借新的GAAFET技術，欲實作彎道超車。

根據雙方公開資訊，台積電預計在2021年進行風險生産，預計2022年下半年可正式量産；而三星在今年6月份就已經正式宣布3nm制程工藝技術已經成功流片，預計2022年初即可成功量産。

而産業鍊下遊的半導體及科技巨頭，也形成對抗陣營。在全球晶片緊張局勢下，台積電或優先供給最大的客戶蘋果。據了解，蘋果計劃在2023年釋出基于3nm的第三代M系列晶片。三星也宣稱已有包括AMD、高通等12家合作夥伴選擇深入合作。目前，聯發科和蘋果已經在争奪台積電3nm晶片首發權。

“科技巨頭在專利上的糾紛愈演愈烈，沖突也越來越多。随着制程工藝差距的縮小，它們之間的競争也更為激烈。不過，雖然三星和台積電在3nm布局已久，但它們都面臨技術難題。三星GAA技術可以提升晶片性能降低功耗，但3nm制程工藝的競争力優勢相對較弱，對漏電流控制變得很難，三星一度将量産時間推遲。台積電的3nm制程也陷入技術瓶頸。無疑，巨頭們對3nm的搶奪，是一場困難的、昂貴的争奪戰。”盤古智庫進階研究員江翰對《證券日報》記者表示。

我國半導體迎趕超契機

為何晶片巨頭在3nm上追趕得如此之緊？

“高端晶片是高端電子産品的核心，直接決定了電子産品的可用性能。提升制程幾乎是提升晶片性能的代名詞。目前，7nm以下的工藝主要用于智能手機和個人電腦，尤其對于智能手機而言，核心SoC工藝的先進性幾乎和智能手機的檔次等同。是以3nm的晶片工藝對于智能手機産業而言，意味着又一次小換代。台積電和三星電子誰會取得晶片争霸的勝利，就會得到主流廠商的訂單和支援。”通信進階工程師袁博向《證券日報》記者表示。

他稱，“3nm幾乎是摩爾定律的極限，雖然台積電2nm工藝已經進入研發階段但還未成熟。是以誰在3nm工藝占據先機，就意味可以較早帶動技術變革，對于晶片制造産業而言也是意義重大的。”

制程發展到極限也會讓各大IT廠商盡可能地加大備貨力度。“目前，在市場供需不平衡和人為幹預下，大量汽車、電子企業因缺芯而減産，而7nm以下性能的趨同，也讓各大廠商幹脆直接掃貨，把台積電等頭部廠商的制造能力提前鎖定。這需要更多晶片企業快速成長起來。”華為雲MVP馬超表示。

袁博也認為，“目前智能手機的性能實際上處于過剩的狀态，且自7nm以來，先進的工藝提升對智能手機的性能提升越來越有限。此外，萬物互聯涉及到電子産業，所需的主流晶片依然還是聚焦在28nm、14nm這些成熟的工藝，是以3nm工藝對汽車等其他電子産業的促進短期來看不會有太大的展現。這為我國半導體行業提供了良好的追趕契機。”

近年來，中國A股也有一批晶片企業成長起來。雖然相比台積電、三星，A股半導體公司在技術研發上還有很大的差距，但均在加大研發投入。從财報來看，去年中芯國際、韋爾股份、北方華創、彙頂科技等晶片企業的研發支出均在10億元以上。寒武紀、國民技術等也在增加研發強度。目前，中芯國際已成功研發14nm技術節點并已實作量産，并為7nm晶片量産做準備。

縱觀全球，當下，衆多昔日的晶片巨頭将制造業務大規模抛售給代工市場，制造優勢不複存在，而中國企業正在奮力前進。

“在全球晶片短缺危機下，半導體行業代工、設計以及封測環節都在漲價，漲幅在10%以上，市場被部分巨頭壟斷，需要更多晶片企業的出現。目前14nm已可滿足70%應用的需求，沒必要去盲目跟進，國産晶片企業應抓住機會，從低端逐漸向高端延伸，為中國晶片的彎道超越提供可能。”江翰稱。

（編輯 才山丹）