3nm芯片为何这么强？3nm系列的创新主要在于这种工艺使用FINFLEX技术

19日讯，IC设计公司的消息人士透露，尽管三星电子积极争夺3nm芯片订单，但台积电继续从苹果和英特尔等供应商那里获得3nm芯片订单承诺。消息人士表示，三星正在努力扩大其3nm客户组合，但尚未取得重大进展。对于台积电的3nm客户而言，从台积电转移订单可能会带来高昂的成本。

台积电、三星是全球唯二能生产 3nm 工艺芯片的公司，其中三星在 3nm 量产上还抢先了一些，6 月底就号称量产，7 月出货了一些矿机芯片，台积电则是最近才开始量产。

在技术上两家的选择也不同，三星在 3nm 节点就上了 GAA 环绕栅极晶体管技术，理论上更先进，台积电则要到 2024 年的 2nm 节点才会使用 GAA 晶体管，3nm 还是 FinFET 晶体管技术的。

三星目前量产的是 3nm GAE 工艺，够降低 45% 的功耗，减少 16% 的面积，并同时提升 23% 的性能。

第二代的 3nm GAP 工艺可以降低 50% 的功耗，提升 30% 的性能，同时面积减少 35%，效果更好，不过要到 2024 年才能量产，还有 2 年时间。

至于台积电的 3nm 工艺，他们为客户提供了多达五种不同版本，是历代工艺中最丰富的，包括 N3、N3P、N3S、N3X、N3E 等等，每种 3nm 工艺的技术优势也不同。

现在三星与台积电的 3nm 依然不好直接比较，但是决定双方胜负的并不是技术水平，而是谁能拉拢到更多的客户。

在这方面，台积电的优势还是比三星强多了，苹果首发 3nm 是没跑了，Intel 本来今年也要首发，但情况有变，延期到了明年，依然是台积电 3nm 首批客户之一。

再往后，AMD、高通、NVIDIA、联发科、博通等传统客户几乎也会选择台积电 3nm，这些公司的订单将是台积电 3nm 最大的保证。

相比之下，三星目前可信的 3nm 客户也就 2 家，一个是矿机芯片厂商，一个是手机芯片厂商，但具体是谁没公布。

不过三星也不是完全没机会，台积电能拿到这么多客户跟稳定的产能输出有关，良率控制得很好，三星如果在 3nm 节点做到了技术及产能都没问题，AMD、高通、NVIDIA 之类的厂商依然有可能增加三星作为二供的，未来几年里一切都有可能。

现阶段，能够掌握5nm乃至3nm工艺、更高生产良率的晶圆厂商，无疑就是台积电!

在晶圆制造芯片代工领域，三星如何“上蹿下跳”的叫阵，也难以掩盖一点：订单纷纷流向了台积电……

包括了苹果、英伟达、AMD在内，以及刚从三星阵营“叛变”的高通，乃至于“老牌”半导体科技巨头——英特尔，也在寻求台积电3nm芯片代工。

援引台积电方面公布的相关数据：

位于中国台湾省的“最先进”生产线，暂时华为海思麒麟在内的多款芯片订单之后，上述“北美客户”已经占据芯片代工业务近64%产能!

拥有众多重量级“大客户”代工订单，台积电确实有“傲慢”起来的底气……

相关科技资讯援引 英国路透社 相关内容披露：

台积电现任CEO魏哲家，一度颇为不屑的“教训”某个智能电车企业的高管，嘲讽一些“小订单”客户的需求完全不切实际!(乃至于，都懒得沟通?)

据称，在智能电车行业出现“缺芯”局面之际，一些原本与 魏哲家 没有任何联系的人，突然表现得“像是最好的朋友”那般、要求 魏哲家“紧急安排”台积电生产25片晶圆……

魏哲家 直接以“难怪你得不到支持”回应“小客户”，原因很简单：台积电“接单”晶圆制造安排，至少需要25000片晶圆规模!

“小客户”的区区25片晶圆，还不够台积电“塞牙缝”的?

时间进入2022年8月，不屑于搭理“小客户”的台积电，遭到了“大客户”的当头一棒：2024年之前，英特尔GPU核显3nm芯片，几乎取消了全部生产计划(台积电代工)~

据了解，英特尔14代Intel酷睿Meteor Lake处理器，采用 多颗芯片 堆叠 设计，CPU计算核心单元，由Intel 4工艺自主制造;另外的GPU核显芯片，则交给台积电代工!

按照台积电“大客户”之一英特尔的原计划，2022年下半年的台积电3nm产线“开工”，英特尔就会提供“核显”芯片代工的订单。

然而，英特尔 却出了各种“乱子：酷似 当年给 苹果研发5G芯片、却无休止“拖拉”延期那般，原本交给台积电代工的3nm核显芯片，反复出现 产品设计、工艺验证问题……

一开始的时候，要求台积电 将原先2022年下半年的订单，延期到2023年的上半年。

作为台积电3nm芯片“首批”客户之一，英特尔延期了原先预定的代工产能，无疑给台积电造成了不必要麻烦，另一个“首批”产能客户——苹果，赫然成了一根3nm独苗~

台积电(中国)有限公司副总监陈芳在2022年世界半导体大会上表示，N3(又称3nm)芯片将在今年下半年量产，已经对部分移动和HPC(高性能计算)领域的客户交付，如果有手机的客户当下采用3nm芯片，明年产品就能问世。

台积电已经占据了全球一半以上的芯片产能，尤其在14nm及以下的先进芯片领域。目前唯一能与台积电在先进技术上竞争的是三星电子。根据彭博社报道，三星电子也表示在今年下半年量产3nm芯片，但尚未有客户交付的消息。

3nm技术已经是全球半导体的“无人区”。按照台积电技术路线图，3nm芯片的上一代是5nm芯片，台积电5nm芯片已在2020年量产。相较于5nm，3nm芯片的晶圆密度高出1.3倍，在相同速度下功耗降低30-35%，在相同功耗下速度提升15-20%。由于3nm具有显著的速度和功耗提升，该公司发现很多来自移动和HPC的客户都在积极采用，该公司预计3nm的NTO(New Tape Out，指新产品流片)是同一时期5nm的两倍。

根据台积电提供的技术路线图，在N3之后，该公司会继续推出N3E、N3P、N3X三个版本，例如：N3E是N3芯片的加强版，也将为智能手机和HPC应用提供完整的平台支持。台积电在今年二季度财报会上表示，N3E的客户参与度很高，批量生产计划将在N3之后的1年左右进行，预计这三个版本会陆续在2025年之前进入量产。

陈芳表示，3nm系列的创新主要在于这种工艺使用了FINFLEX技术，可以在提升密度的情况下维持速度和功耗的平衡。

台积电2nm芯片也在规划中，陈芳表示，相较于N3E，2nm元件在相同功耗下会有10%-15%速度提升，在相同速度下会有25%-30%的功耗降低，晶元密度高出1.1倍，2nm芯片预计在2025年进入量产。

台积电(中国)有限公司技术总监陈敏在会上表示，台积电依然在加大全球化的生产布局。根据公开资料，3nm、2nm的生产位于中国台湾的新竹和台南地区。总体上看，台积电7nm及以下的先进制程芯片产能分布于中国台湾和美国地区，相对成熟的芯片制程分布在中国台湾、中国南京和日本地区。

产能扩张的速度在加快，台积电(南京)有限公司经理苏华表示，自2020年起台积电每年新建工厂数量从2座增加为6座，其中不仅是先进芯片，台积电如今也在大力扩充成熟芯片的产能。

半导体技术沿着摩尔定律向前演进，台积电正在投入的2nm代表着全球走在最前沿的芯片技术，但这并不意味着成熟芯片将会被淘汰。陈敏表示，在AI和5G的加持下，半导体被汽车、工业等更多行业海量使用，这些行业不只采用先进芯片，对成熟芯片的需求也在增加。所以台积电的策略是，持续研发最先进的工艺，为客户提供最先进的芯片，同时也增加成熟制程芯片的投资。

陈敏表示，由于疫情、地缘政治影响，供应链管理变得愈加重要，更多客户通过调整库存方式增加供应链灵活度，但也需要在增加供应链灵活度和增加成本之间取得一个平衡。而与供应链齐心合作，也是台积电一直以来成功的秘诀，台积电的态度依然是和客户建立长期合作伙伴关系，这一点不会发生变化。