【造芯江湖没有永远的老大:台积电、三星、英特尔再起先进制程之战】先进制程研发进度上,台积电、三星双方都宣称会在今年实现3nm的量

【造芯江湖没有永远的老大:台积电、三星、英特尔再起先进制程之战】先进制程研发进度上,台积电、三星双方都宣称会在今年实现3nm的量产;英特尔的Intel 4工艺将在今年下半年就绪,还计划在2024年下半年完成18A工艺。 #抽屉IT

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【报道称台积电或将启动新一轮涨价谈判,主要针对5/3/2nm等先进制程】 据悉台积电或将在下半年启动新的价格调涨谈判,主要是针对5nm和3nm,以及未来的2nm制程等,预计涨价的决策最快会在2025年正式生效。 ( #台湾 电子时报)

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【台积电首次公布2nm制程工艺,2025年量产】今天凌晨举行的台积电北美技术论坛上,台积电(TSMC)正式公布未来先进制程路线图。其中,台积电3nm(N3)工艺将于2022年内量产,而台积电首度推出采用纳米片晶体管(GAAFET)架构的2nm(N2)制程工艺,将于2025年量产。 #抽屉IT

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抗衡台积电,曙光乍现 英伟达和台积电是晶圆代工业务模式下的典型企业,一个设计,一个生产,而且都聚焦先进制程工艺,珠联璧合,成为当下半导体行业最抢眼的存在。相比之下,老牌的IDM企业,并稳定在各自领域内排名前三的企业,有两大代表,一个是英特尔,一个是德州仪器(TI),一个做数字逻辑芯片,一个做模拟芯片,这两家都是各自领域的龙头。但它们最近今几年的日子似乎都不太好过,特别是德州仪器,无论是市值,还是营收、利润,或是业务拓展能力,与早些年相比都在下滑,而且裁员不断。晶圆代工正在全面打压IDM。也正是因为如此,在全球晶圆代工厂商中综合实力最强的三家:台积电,三星,英特尔,其中的两家三星和英特尔都从IDM进入了晶圆代工业,且投入力度越来越大。01发展策略各有不同对于台积电、英特尔和三星这三大厂商来说,原来采取的晶圆代工策略各有不同,但近两年越来越趋同,那就是把越来越多的资源投入到最先进制程工艺技术上。台积电的基调一直没变,持之以恒地将晶圆代工业务做到极致,特别是在先进制程方面,是台积电投入的重点,每年都会有大量资金砸进去,而发展到10nm的时候,台积电相对于行业竞争对手(主要是三星)的优势越来越明显,在7nm和5nm制程芯片量产方面,台积电形成了对竞争者的碾压态势,并将这种优势延续到了3nm。三星方面,在20nm及以上制程时代,与台积电之间的差距没有现在这么大,而到了14nm(台积电称为16nm),三星凭借在制程工艺方面的突破,在这一节点处压了台积电一头,但是,这种优势并没有持续太久,台积电很快就赶了上来,并在10nm以下制程领域使三星越来越难受。为了追赶台积电,三星电子于2017年决定分拆晶圆代工业务部门,以寻求更多客户,特别是行业大客户的信赖,但从结果来看,这样的分拆并不算成功,或者说,对于三星这样在韩国处于巨无霸地位的企业来说,要想完全将晶圆代工业务分拆出来,难度太大。英特尔方面,在上一位CEO的规划里,晶圆代工业务几乎被无视掉了,而是将主要精力和资源投入到了核心产品CPU,以及各种新型处理器产品(如手机处理器和AI处理器),但从实际结果来看,都不理想,在CPU方面,AMD在过去5年里,凭借架构和设计创新,以及合作伙伴台积电的制程优势,快速逆袭,抢夺了大量原本属于英特尔的CPU市场份额。与此同时,GPU在AI领域的重要性不断凸显出来,而台积电的制程工艺优势依然发挥着关键作用,相反,在那段时期,英特尔并没有重视GPU市场,错过了最佳的发展机遇期,这也导致该公司在最近几年大力投入GPU研发时,总是有种事倍功半的效果。在新任CEO的带领下,英特尔大幅调整了发展策略,将晶圆代工业务放在了头等重要的位置,几乎是要All in式的投入,从近两年以及未来的发展来看,英特尔的这个决策还是值得期待的,虽然时间稍晚了一些,但并没有错过,发展结果如何,估计5年后可以见分晓。02行业地位此消彼长总的发展策略会导致相应的结果,这在台积电、英特尔和三星晶圆代工业务上有明显体现,特别是行业排名,最为明显。就近两年的排名来看,这三强的变化很明显,台积电市占率已经提升到60%,三星下滑明显,英特尔在十强榜单中进进出出。前些天,TrendForce发布了2023年第四季度全球十大晶圆代工厂营收排名榜单,如下图所示。可以看出,台积电的市占率已经提升到了61.2%,环比上升,而三星的市占率为11.3%,环比下降。英特尔方面,该公司的代工业务IFS(Intel Foundry Service)在2023年第三季度历史首次出现在该榜单中,当时排名第九位。而在第四季度榜单中,英特尔被挤出了前十。2022年第四季度,排名情况基本不变。市占率方面,台积电为58.5%,三星的市占率为15.8%,那时,英特尔还没有出现在榜单中。2021年第四季度,在榜单中,台积电的市占率为52.1%,三星为18.3%,那时,英特尔也不可能出现在榜单中,因为该公司是在2021年正式推出IFS服务的,一切才刚刚开始。综合以上3年内的市占率来看,台积电年年稳步提升,而三星则正相反。英特尔经过两年的筹备和发展,在2023年第三季度首次出现在该榜单中,但在第四季度又消失了。这些,从一个侧面体现出这三家厂商晶圆代工业务发展策略所产生的结果,即台积电从一开始就走纯代工模式,最大化地获得客户信任,同时将先进制程发展到行业极致水平,才能将市占率稳步提升,三星则介于IDM和纯代工模式之间,且在先进制程方面未能发展出行业顶尖水平,此消彼长,市占率在下滑。英特尔在榜单上的呈现与消失,则体现出其在业务发展初期的不稳定性。03工艺技术比拼行业市占率的变化,在很大程度上取决于制程工艺技术水平的高低。无论是过去还是现在,台积电的综合实力是最强的,特别是在晶体管密度和能效方面,技术积累的优势短时间内难以被超越。不过,最近几年,英特尔追赶的脚步很快,在解决了困扰多年的10nm制程工艺(在未攻克该节点之前,英特尔在14nm制程上徘徊了近5年时间)以后,该公司的制程节点演进速度明显提升,正在拉近与台积电的距离。在这种情况下,三星压力越来越大,因为前有(台积电)堵截,后有(英特尔)追兵,未来,三星的晶圆代工业务日子恐怕不好过。最近,TechInsights发布了一份台积电、英特尔、三星制程技术对比报告,主要关注先进制程的晶体管密度、运算效能和能耗效率。晶体管密度方面,台积电3nm(N3)制程及其强化版N3E,晶体管密度达到283MTx/mm²(每平方毫米百万晶体管数)和273MTx/mm²,都高于Intel 18A的195MTx/mm²。Intel 18A采用背面供电技术(Backside power),对降低能耗有一定帮助,但英特尔没有公布能耗数据。总体来看,Intel 18A大幅超越台积电3nm性能还是不太可能。三星领先台积电跨入GAA架构Nanosheet制程,力图弯道超车,不过,比较晶体管密度、性能、能耗后,同年内,三星的制程工艺都落后于台积电,台积电晶体管密度约是三星的1.5倍以上,;先进制程客户数量方面,台积电也远超三星。还有一点很重要,那就是良率,它直接影响生产成本和客户认可度。自从进入5nm制程时代以来,良率一直是三星晶圆代工业务所面对的最大问题,特别是在3nm制程节点上,三星率先引入了全新的GAA架构晶体管,与以往使用的FinFET晶体管有较大区别,也使良率问题进一步放大。据Notebookcheck报道,目前,三星的3nm工艺良率在50%附近徘徊,依然有一些问题需要解决。三星2023年曾表示,其3nm工艺量产后的良率已达到60%以上,不过,现在看来,当时过于乐观了。今年2月,据韩媒报道,三星新版3nm工艺存在重大问题,试产芯片均存在缺陷,良率为0%。报道指出,采用3nm工艺的Exynos 2500芯片因缺陷未能通过质量测试,导致后续 Galaxy Watch 7的芯片组也无法量产。报道指出,由于Exynos 2500芯片试产失败,三星推迟了大规模生产,目前,尚不清楚是否能够及时解决良率问题。为了追赶台积电,三星的3nm制程工艺采取了比较激进的策略,主要体现在GAA晶体管架构上,台积电的3nm依然采用FinFET。2nm才会转向GAA晶体管,激进的结果就是要在良率方面付出一些代价。当年,英特尔的10nm一直难产,最大的障碍就是多年未解决的良率问题,致使14nm制程被一改再改,才能维持其CPU的更新换代。后来,经过5年左右的攻关,终于解决了10nm制程良率问题,那之后,英特尔的制程工艺发展就显得顺利多了,眼下,Intel ... PC版: 手机版:

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