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小米15将于10月首發搭載高通骁龍8Gen4,安卓首款3nm晶片

作者:太史詩辰

三星3nm代來襲,台積電3nm将落後?

半導體制程工藝一直是晶片制造商們角逐的焦點戰場。台積電憑借7nm和5nm工藝的領先優勢,長期占據着智能手機晶片市場的制高點。三星憑借3nm工藝的突破性進展,有望在2024年重新洗牌這一格局。

三星電子在3nm工藝的研發道路上,經曆了諸多曲折。早在2021年,三星就已着手研發首款3nm工藝晶片,并冠以"3GAE"的代号。這一代工藝采用了全新的MBCFET半導體結構,相比4nm工藝,內建度提高16%,性能提升23%,功耗降低16%。

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盡管工藝參數看似非常出色,但三星3GAE工藝的良率一直是個令人頭疼的難題。由于MBCFET結構過于先進和複雜,導緻晶片制造的缺陷率居高不下,良率僅在20%左右,遠低于量産所需的80%以上水準。

面對良率挑戰,三星決定在3GAE工藝的基礎上,推出一款改良版3nm工藝,命名為"3GAP"。這一代工藝在保留MBCFET結構的對制程參數和工藝流程進行了大量優化和改進,以期能夠顯著提升良率。

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據了解,三星3GAP工藝的良率已經顯著提升,有望在2024年實作量産。一旦量産,三星将成為全球家推出3nm晶片的廠商,搶先台積電一步。

台積電在3nm工藝的研發上也絕不落後。台積電3nm工藝将采用改良版的FinFET Plus半導體結構,相比5nm工藝,性能提升18%,功耗降低25%。台積電3nm工藝預計将于2023年下半年量産,為2024年的手機晶片供應做好準備。

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兩家晶片制造巨頭在3nm工藝上的較量,将直接決定未來幾年手機晶片市場的格局。如果三星3GAP工藝的良率确實能夠達到量産水準,那麼三星将有望憑借工藝領先優勢,重新奪回旗艦手機晶片的制高點。

台積電在制程工藝上也絕不是等閑之輩。憑借過往在7nm和5nm工藝上的領先地位,台積電在工藝制程方面積累了豐富的經驗,在良率控制和産能擴張等方面都占據明顯優勢。三星想要徹底反超台積電,并非易事。

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對于手機晶片制造商來說,工藝之争從來都不是一場單純的技術較量,更多的是一場看誰能在關鍵時刻抓住市場先機的商業戰役。

以高通公司為例,作為全球最大的手機晶片供應商,高通對于晶片制程工藝的選擇向來都是慎之又慎。在5nm工藝時代,高通就曾一度放棄了三星的5nm工藝,而是選擇了台積電更為成熟的5nm制程。

這一決定的背後,是高通對三星5nm工藝良率不佳的顧慮。由于良率問題,三星5nm工藝晶片的産能一直無法滿足高通的需求。為了確定旗艦晶片供應的穩定性,高通不得不作出艱難抉擇,放棄了三星的5nm工藝。

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時至今日,高通在3nm工藝的選擇上也面臨着同樣的困境。按照原定計劃,高通本應該在2024年推出搭載三星3GAP工藝制造的全新一代旗艦晶片骁龍8Gen4。

三星3GAP工藝的良率狀況如何,目前還是一個未知數。如果良率依舊無法滿足量産要求,那麼高通就将陷入一場供應危機,旗艦晶片的發貨量将無法滿足市場需求。

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有消息指出,為了規避風險,高通已經暗中啟動"B計劃",那就是繼延用台積電5nm工藝,推出一款過渡版本的骁龍8Gen4晶片。一旦三星3GAP工藝真的出現問題,高通就可以立即切換到這款過渡版晶片,確定供應的連性。

這樣一來,高通在2024年就将陷入一種尴尬的境地。一方面,它将推出采用三星3GAP工藝制造的正統骁龍8Gen4晶片;另一方面,又将推出采用台積電5nm工藝制造的過渡版本。

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兩款晶片的性能和功耗表現将存在明顯差距,這無疑會給高通的營銷和品牌形象帶來一定影響。作為行業上司者,高通需要向消費者傳遞出統一、清晰的旗艦晶片形象。

除了高通之外,其他手機晶片供應商在3nm工藝的選擇上也面臨着同樣的困境。以聯發科為例,這家台灣晶片制造商一直都是台積電的鐵杆粉絲,從未使用過三星的制程工藝。

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聯發科似乎也在考慮嘗試三星3GAP工藝。有消息指出,聯發科計劃在2024年推出一款采用三星3GAP工藝制造的新品牌晶片,定位于中高端市場。

這一決定的背後,是聯發科對于台積電3nm工藝的質疑。台積電3nm工藝采用的是改良版FinFET Plus結構,而非全新的MBCFET或者GAA結構。這使得台積電3nm工藝的性能和功耗提升幅度,都相對有限。

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與之相比,三星3GAP工藝采用的MBCFET結構,性能和功耗的提升空間就要大得多。如果三星3GAP工藝的良率真的能夠達标,那麼它在中高端市場就将占據明顯的競争優勢。

聯發科之是以隻将三星3GAP工藝應用于新品牌晶片,而非現有的中高端天玑系列晶片,也是出于對良率的顧慮。一旦三星3GAP工藝真的出現問題,那麼新品牌晶片的供應就會受到嚴重影響。

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而天玑系列晶片作為聯發科的現有産品線,其供應的穩定性就顯得尤為重要。聯發科決定先在新品牌晶片上小試牛刀,等三星3GAP工藝的良率真正達标後,再考慮是否将其應用于天玑系列。

手機晶片制造商們對于三星3GAP工藝的态度,都是既期待又憂慮。一方面,他們都希望三星能夠在3nm工藝上取得突破,為手機晶片帶來性能和功耗的全新提升;另一方面,他們也都對三星3GAP工藝的良率問題憂心忡忡,生怕一旦良率無法達标,就會陷入嚴重的供應危機。

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或許,這種憂慮也是無稽之談。三星作為全球大晶片制造商,在工藝制程方面的實力是毋庸置疑的。相信三星一定已經做好了萬全的準備,三星3GAP工藝的良率問題必将迎刃而解。到那時,三星就将重新奪回手機晶片制程工藝的領先地位,成為行業新的"指路明燈"。

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