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小米15将于10月首发搭载高通骁龙8Gen4,安卓首款3nm芯片

作者:太史诗辰

三星3nm代来袭,台积电3nm将落后?

半导体制程工艺一直是芯片制造商们角逐的焦点战场。台积电凭借7nm和5nm工艺的领先优势,长期占据着智能手机芯片市场的制高点。三星凭借3nm工艺的突破性进展,有望在2024年重新洗牌这一格局。

三星电子在3nm工艺的研发道路上,经历了诸多曲折。早在2021年,三星就已着手研发首款3nm工艺芯片,并冠以"3GAE"的代号。这一代工艺采用了全新的MBCFET晶体管结构,相比4nm工艺,集成度提高16%,性能提升23%,功耗降低16%。

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尽管工艺参数看似非常出色,但三星3GAE工艺的良率一直是个令人头疼的难题。由于MBCFET结构过于先进和复杂,导致芯片制造的缺陷率居高不下,良率仅在20%左右,远低于量产所需的80%以上水平。

面对良率挑战,三星决定在3GAE工艺的基础上,推出一款改良版3nm工艺,命名为"3GAP"。这一代工艺在保留MBCFET结构的对制程参数和工艺流程进行了大量优化和改进,以期能够显著提升良率。

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据了解,三星3GAP工艺的良率已经显著提升,有望在2024年实现量产。一旦量产,三星将成为全球家推出3nm芯片的厂商,抢先台积电一步。

台积电在3nm工艺的研发上也绝不落后。台积电3nm工艺将采用改良版的FinFET Plus晶体管结构,相比5nm工艺,性能提升18%,功耗降低25%。台积电3nm工艺预计将于2023年下半年量产,为2024年的手机芯片供应做好准备。

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两家芯片制造巨头在3nm工艺上的较量,将直接决定未来几年手机芯片市场的格局。如果三星3GAP工艺的良率确实能够达到量产水准,那么三星将有望凭借工艺领先优势,重新夺回旗舰手机芯片的制高点。

台积电在制程工艺上也绝不是等闲之辈。凭借过往在7nm和5nm工艺上的领先地位,台积电在工艺制程方面积累了丰富的经验,在良率控制和产能扩张等方面都占据明显优势。三星想要彻底反超台积电,并非易事。

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对于手机芯片制造商来说,工艺之争从来都不是一场单纯的技术较量,更多的是一场看谁能在关键时刻抓住市场先机的商业战役。

以高通公司为例,作为全球最大的手机芯片供应商,高通对于芯片制程工艺的选择向来都是慎之又慎。在5nm工艺时代,高通就曾一度放弃了三星的5nm工艺,而是选择了台积电更为成熟的5nm制程。

这一决定的背后,是高通对三星5nm工艺良率不佳的顾虑。由于良率问题,三星5nm工艺芯片的产能一直无法满足高通的需求。为了确保旗舰芯片供应的稳定性,高通不得不作出艰难抉择,放弃了三星的5nm工艺。

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时至今日,高通在3nm工艺的选择上也面临着同样的困境。按照原定计划,高通本应该在2024年推出搭载三星3GAP工艺制造的全新一代旗舰芯片骁龙8Gen4。

三星3GAP工艺的良率状况如何,目前还是一个未知数。如果良率依旧无法满足量产要求,那么高通就将陷入一场供应危机,旗舰芯片的发货量将无法满足市场需求。

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有消息指出,为了规避风险,高通已经暗中启动"B计划",那就是继延用台积电5nm工艺,推出一款过渡版本的骁龙8Gen4芯片。一旦三星3GAP工艺真的出现问题,高通就可以立即切换到这款过渡版芯片,确保供应的连性。

这样一来,高通在2024年就将陷入一种尴尬的境地。一方面,它将推出采用三星3GAP工艺制造的正统骁龙8Gen4芯片;另一方面,又将推出采用台积电5nm工艺制造的过渡版本。

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两款芯片的性能和功耗表现将存在明显差距,这无疑会给高通的营销和品牌形象带来一定影响。作为行业领导者,高通需要向消费者传递出统一、清晰的旗舰芯片形象。

除了高通之外,其他手机芯片供应商在3nm工艺的选择上也面临着同样的困境。以联发科为例,这家台湾芯片制造商一直都是台积电的铁杆粉丝,从未使用过三星的制程工艺。

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联发科似乎也在考虑尝试三星3GAP工艺。有消息指出,联发科计划在2024年推出一款采用三星3GAP工艺制造的新品牌芯片,定位于中高端市场。

这一决定的背后,是联发科对于台积电3nm工艺的质疑。台积电3nm工艺采用的是改良版FinFET Plus结构,而非全新的MBCFET或者GAA结构。这使得台积电3nm工艺的性能和功耗提升幅度,都相对有限。

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与之相比,三星3GAP工艺采用的MBCFET结构,性能和功耗的提升空间就要大得多。如果三星3GAP工艺的良率真的能够达标,那么它在中高端市场就将占据明显的竞争优势。

联发科之所以只将三星3GAP工艺应用于新品牌芯片,而非现有的中高端天玑系列芯片,也是出于对良率的顾虑。一旦三星3GAP工艺真的出现问题,那么新品牌芯片的供应就会受到严重影响。

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而天玑系列芯片作为联发科的现有产品线,其供应的稳定性就显得尤为重要。联发科决定先在新品牌芯片上小试牛刀,等三星3GAP工艺的良率真正达标后,再考虑是否将其应用于天玑系列。

手机芯片制造商们对于三星3GAP工艺的态度,都是既期待又忧虑。一方面,他们都希望三星能够在3nm工艺上取得突破,为手机芯片带来性能和功耗的全新提升;另一方面,他们也都对三星3GAP工艺的良率问题忧心忡忡,生怕一旦良率无法达标,就会陷入严重的供应危机。

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或许,这种忧虑也是无稽之谈。三星作为全球大芯片制造商,在工艺制程方面的实力是毋庸置疑的。相信三星一定已经做好了万全的准备,三星3GAP工艺的良率问题必将迎刃而解。到那时,三星就将重新夺回手机芯片制程工艺的领先地位,成为行业新的"指路明灯"。

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