「三国杀」将至，三星欲在新战场给台积电沉重一击

从今年*季度开始，电子半导体产业链下游需求低迷状况肉眼可见地传导至晶圆代工业，实际上，从2022年第四季度开始，全球晶圆代工业就进入了下行周期，在2023年第二季度，虽然各大晶圆代工厂的营收表现有所好转，但总体依然低迷，特别是成熟制程，降价情况较为普遍，各家厂商的产能利用率普遍下滑，压力增大，只能靠调整价格来争取更多订单。

晶圆代工进入低迷期，这种状况往往蕴藏着商机，特别是对排名靠后的厂商来说，有机会超越排名靠前的厂商，三星就是这么想的。

据TrendForce统计，今年*季度，三星晶圆代工业务全球市场占比为9.9%，到了第二季度，市占率上升到了11.7%，营收从*季度的27.57亿美元增加到32.34 亿美元。*的台积电，市占率则从60.1%下降至56.4%。这给了三星很大信心。

最近，三星联合首席执行官Kyung Kye-hyun在首尔国立大学的一次讲座上表示，该公司在美国德克萨斯州泰勒市的晶圆厂将成为美国的*个量产先进制程芯片的工厂，将在2024年开始大规模生产4nm芯片，*于台积电在亚利桑那州的新建晶圆厂，因为后者工期延迟，预计要到2025年才能量产。在这一点上，三星认为击败了台积电。

今年5月，三星电子半导体业务主管庆桂显也曾表示：“老实说，我们的晶圆代工技术落后于台积电，三星4nm制程落后台积电两年，3nm落后一年左右，一旦台积电加入我们的2nm科技竞赛，三星将*，我们能在未来5年内超越台积电。客户偏好我们的GAA(Gate All Around)技术，几乎所有大客户都在跟我们合作，但我不能透露客户名称，三星的晶圆代工客户群正在扩充。”

可见，三星赶超台积电的信心正在增加，之所以如此，是由多方面的因素决定的，包括先进制程演进越来越难，进展速度减缓，自然就会给追赶者带来机会，另外，台积电美国晶圆厂进展不顺利，也是不能忽视的原因，当然，最重要的因素还是三星的先进制程（4nm和3nm）在量产、良率等方面的进展。

01 4nm

2020年，台积电N5（5nm）制程量产后，陆续发布了升级版的N5P、N4P和N4X等，因此，台积电的4nm是5nm的强化版，在2022年全面量产，比三星更成熟，并且正在替代5nm的地位，成为营收主力，2022年第四季度，5nm和4nm制程营收占台积电总营收的32%。

相比之下，虽然三星晶圆代工业务在2021年就量产了*代4nm制程（SF4E，之后几代分别是SF4、SF4P、SF4X和SF4A），但工艺并不成熟，良率很低，有为了先台积电一步而仓促上马的嫌疑，导致三星*客户高通把订单转给了台积电。2022下半年，为了提升4nm成熟度，三星调度旗下NAND Flash产线相关人员支持4nm代工生产，并在第四季度将月产能提升至2万片晶圆。

2023上半年，三星开始量产第三代4nm制程（SF4P）芯片，在性能、功耗、芯片面积方面的表现都有所提升，目标就是从台积电那里争夺高通、AMD、英伟达等大客户的订单。

据报道，截至今年4月，三星4nm产线的良率约为60%，而台积电的为70%-80%。

高通主打中高端市场的Snapdragon 7 Gen 1芯片采用三星4nm制程生产，但由于良率和效能表现不如台积电，高通将新款Snapdragon 7+ Gen 1芯片转投入台积电4nm产线。

今年7月，据韩国媒体报道，三星4nm良率已经提升至75%，与台积电持平，在这种情况下，三星获得了更多大客户订单。据悉，继取代台积电，为英特尔旗下Mobileye生产芯片后，将再分食刚交由台积电代工的特斯拉下一代全自动辅助驾驶（FSD）芯片大单，韩国产业人士指出，特斯拉下一代FSD芯片将由三星4nm生产，用于特斯拉计划3年后量产的Hardware 5（HW 5.0）系统。

前些年，三星曾为特斯拉较早版本的FSD芯片代工，用于Model 3、Model S、Model X和Model Y等电动车，但特斯拉2022年转投向了台积电，因为那时三星的4nm制程良率落后台积电太多。

韩国产业人士指出，现在，特斯拉计划同时和台积电、三星合作，或完全把台积电的订单转向三星，量产这款第五代汽车芯片，至于下一代汽车芯片，估计特斯拉将订单分配给这两家晶圆代工厂同时生产的可能性很高。

02 3nm

台积电的*代3nm在2022年第四季度量产，但由于成本太高，且良率低，量产规模很有限，当时，在业界形成了“干打雷，不下雨”的效果，今年下半年，随着新版本N3E走向成熟，苹果新机采用的A17处理器开始大规模量产，使得台积电的3nm制程在2023下半年放量了。 

台积电表示，N3E制程对该公司全年营收的贡献率为4~6%。

为追赶台积电，在2022年推出SF3E的基础上，三星在今年6月的VLSI国际会议上发布了最新版本的3nm制程（SF3）。SF3制程将采用3nm GAP技术。

SF3（3GAP）工艺技术是SF3E（3GAE）工艺的增强版本，并基于三星的多桥通道场效应晶体管（MBCFET）技术。不过，三星似乎不愿意将SF3与SF3E进行比较，或许是对这一版本还不够自信吧，而是与SF4（4LPP，4nm低功耗增强版）进行了比较，称在相同功耗条件下，SF3的性能提升了22%，在相同的时钟频率和晶体管数量条件下，功耗降低了34%，逻辑面积减少了21%。

三星还表示，SF3可提供更好的设计灵活性，主要通过改变MBCFET器件的纳米片通道宽度来实现。

到目前为止，无论是三星自家的LSI部门，还是找三星代工的客户，都没有正式推出基于SF3E工艺的商用高性能处理器，只有用于加密货币的挖矿芯片采用了三星的SF3E，但产量有限，且这种类型的芯片在业界没有什么说服力。

接下来，我们就期待三星的新版本SF3工艺了，不过，2023年是没戏了，要等到2024年才能看到效果。

台积电的3nm（N3）制程，在经历了2022年的“雷声大，雨点小”之后，2023下半年，终于迎来了大规模量产时刻，此次，采用升级版本的N3E后，成本和功耗都得到了有效控制，苹果刚发布的新机旗舰所使用的A17 Pro处理器就是用N3E制造的。

A17 Pro拥有190亿个晶体管，上一代的A16（4nm制程）是160亿个，再向前追溯，A15（升级版5nm）有150亿个晶体管，A14（5nm）有118亿个晶体管，A13（升级版7nm）有85亿个晶体管。从晶体管数量和制程演进情况来看，N3E的性能提升还是比较明显的，也没有辜负台积电3nm一年来的“卧薪尝胆”。

关于3nm制程的良率，台积电方面还没有确切数字，有传闻说是55%，而据韩国经济日报和BusinessKorea报道，知名半导体分析师朴相昱指出，三星3nm良率已经提升至60%，据朴相昱分析，三星之所以能提高良率，一个很重要的原因是芯片市场低迷，晶圆厂产能利用率降低，三星可以投入更多测试晶圆用于改善良率，另外，采用环绕栅极（GAA）晶体管架构也有助于提升良率。朴相昱认为，目前，三星的3nm和4nm制程良率几乎和台积电相当。 

可以预见，2024将是3nm订单争夺的关键年，特别是对三星来说，要抓住台积电产能和良率还没优化好，被苹果一家大客户填满2023年产能，利用三星的价格优势，以及与台积电相近的良率表现，提前拿下更多如高通、英伟达、英特尔等大客户的订单。

03 2nm

2nm制程距离量产还有至少两年时间，从过去几年的发展情况来看，到了2nm，三星和台积电之间的差距就更小了，甚至是并驾齐驱。就像前文提到的，三星电子半导体业务主管庆桂显表示要再5年内超越台积电，就是要以2nm为转折点。

三星从3nm制程开始，就使用了GAA工艺技术，相比之下，台积电在2nm才开始使用该技术，三星相信这是一个很重要的优势。

采用GAA工艺生产的芯片比基于FinFET工艺的面积更小 (据悉可达45%)，且功耗更低 (三星称可降低50%)。在3nm处，三星已经积累了不少关于GAA的生产经验，这对于该公司2nm制程的开发很有帮助。

另外，三星电子也在加紧建设先进封装产线，这在未来提升先进制程产品力方面很重要，台积电和英特尔都在这方面发力。

2020年，三星电子首次推出了用于7nm制程的3D堆叠封装技术X-Cube，该公司在半导体业务部门内组织了一个先进封装（AVP）业务团队，以加速下一代半导体后处理技术的研发。

可以预见，在2nm量产时，三星可以缩小与台积电的差距，是否能够超越，还需要进一步观察。

04 “三国杀”时代将至，竞争愈加复杂

眼下，除了三星和台积电，英特尔也在不断在晶圆代工业务（IFS）上面发力，为了将更多资源投入到IFS上，英特尔不惜裁撤掉了多个面向未来的项目，包括RISC-V，服务器等。近些年，在认清形势后，英特尔也不再固执地以高高在上的姿态面对先进制程发展，而是更加务实，不再轻视竞争对手，将更多的工作落到了实处，效果也是明显的，相对于前些年10nm制程的难产，英特尔7nm量产就顺利多了，目前，该公司的4nm制程进展也算顺利，并计划在2024年开始采用20A（2nm）制程制造芯片，在2025年采用18A制程制造芯片。

英特尔的发力给台积电带来了不小压力，特别是在美国，前者正在新建两座先进制程晶圆厂，未来将与台积电亚利桑那州4nm和3nm晶圆厂展开直接竞争，显然，与在中国台湾地区相比，在美国土地上生产芯片，英特尔相对于台积电的胜算就高了很多，毕竟，天时、地利、人和，都在英特尔一方。

多出一个竞争对手，相对而言，对三星是有利的，毕竟，*一方想要稳定的局面，而落后一方则更希望出现较大的变化，乱中取胜。

除了多出一个英特尔，台积电也要面对自家越来越多的问题和挑战，在全球新建晶圆厂，特别是在美国，制造的4nm和3nm芯片的成本比中国台湾至少高出50%，保守估计，产能售价也要高出20%-30%。台积电还在日本熊本新建晶圆厂，将在那里生产12nm、16nm、22nm和28nm芯片。据报道，台积电日本工厂生产的芯片成本将比中国台湾地区高出10%-15%。

这些对三星都是利好，因为该公司可以低于台积电的价格去争取更多客户订单。

就美国新建晶圆厂而言，台积电亚利桑那州工厂原计划2024年量产，但受各种问题限制，不得不推迟到2025年了。而三星位于德克萨斯州泰勒市的4nm制程（SF4X）晶圆厂确定在2024年量产，并锁定了*批客户订单，来自AI芯片设计公司Groq。单从这一点来看，三星确实在美国超越了台积电。

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