近日有消息稱，英偉達(dá)下一代安培架構(gòu)GPU及高通下一代處理器將采用三星7nm EUV工藝，三星或?qū)⒋蚱婆_(tái)積電在7nm節(jié)點(diǎn)一家獨(dú)大的局面。在更高端制程節(jié)點(diǎn)上，三星在2019三星代工論壇發(fā)布了新一代3nm GAA（閘極全環(huán)），臺(tái)積電則宣布正式啟動(dòng)2nm工藝的研發(fā)，預(yù)計(jì)2024年投入生產(chǎn)。英偉達(dá)、高通為何考慮轉(zhuǎn)向三星？除了制程數(shù)字，還有哪些要素將影響芯片巨頭對(duì)代工廠商的抉擇？
不把雞蛋放在一個(gè)籃子里
三星一直對(duì)EUV技術(shù)“念念不忘”，如今，這份執(zhí)念似乎有了“回響”。在2018年，三星因?yàn)镋UV技術(shù)研發(fā)難度大，無(wú)法立刻量產(chǎn)，眼睜睜看著臺(tái)積電憑借7nm DUV技術(shù)“包圓”7nm 代工市場(chǎng)。而近期產(chǎn)業(yè)鏈消息稱，英偉達(dá)綜合代工報(bào)價(jià)和生產(chǎn)序列，將采用三星7nm EUV工藝生產(chǎn)安培架構(gòu)GPU，預(yù)計(jì)2020年投產(chǎn)。高通下一代旗艦SoC驍龍865也將轉(zhuǎn)向三星的7nm EUV。加上此前IBM宣布采用三星7nm EUV加工Power處理器，以及預(yù)計(jì)采用自家工藝的三星Exynos 9825，三星在7nm市場(chǎng)展現(xiàn)強(qiáng)勢(shì)姿態(tài)。
在7nm EUV節(jié)點(diǎn)，臺(tái)積電已經(jīng)傳出量產(chǎn)消息，高通、英偉達(dá)為何考慮從臺(tái)積電轉(zhuǎn)向三星？多位專家向記者表示，對(duì)第二供貨商和降低成本的需求，是各大芯片巨頭考慮三星的主要因素。
有業(yè)內(nèi)人士向《中國(guó)電子報(bào)》記者指出，對(duì)任何產(chǎn)品、技術(shù)來(lái)說(shuō)，如果只有單一的供應(yīng)商，對(duì)于買方客戶是不利的，不僅會(huì)壓縮買方的議價(jià)空間，也不利于供應(yīng)鏈安全。在這種情況下，買房客戶往往會(huì)基于成本、價(jià)格、技術(shù)、競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系等因素，選擇第二家供應(yīng)商，促進(jìn)良性競(jìng)爭(zhēng)。目前來(lái)看，三星7nm EUV能滿足英偉達(dá)、高通的要求。
集邦咨詢（TrendForce）分析師陳彥尹也向《中國(guó)電子報(bào)》記者表示，“一家獨(dú)大”的技術(shù)，容易演變成價(jià)格過(guò)高的賣方市場(chǎng)。近期眾多客戶重新評(píng)估和三星未來(lái)的合作，先進(jìn)制程代工獲將由一家獨(dú)占發(fā)展為雙雄分食。
制程數(shù)字不是唯一訴求
三星與臺(tái)積電的制程之爭(zhēng)由來(lái)已久，但從客戶選擇來(lái)看，制程數(shù)字從不是唯一的考慮因素。例如，蘋果A9處理器采用三星14nm和臺(tái)積電16nm雙供應(yīng)。從制程數(shù)字來(lái)看，三星領(lǐng)先于臺(tái)積電，但用戶普遍反映臺(tái)積電16nm效能更好，之后蘋果也選擇完全采用臺(tái)積電工藝生產(chǎn)。Gartner半導(dǎo)體和電子研究副總裁盛陵海向《中國(guó)電子報(bào)》記者表示，除了制程數(shù)字，路線圖、服務(wù)、產(chǎn)能、質(zhì)量都會(huì)影響客戶對(duì)代工廠商的選擇。
性能、功耗，正在成為芯片尤其是移動(dòng)芯片制造的重中之重。英偉達(dá)CEO黃仁勛曾在演講中表示，英偉達(dá)更看重芯片的性能、能效，而不僅僅是面積大小。李珂也向記者指出，隨著4K/8K的普及，手機(jī)越做越大，相比縮小芯片面積，性能的提升與功耗的降低更為重要。
代工廠商的技術(shù)積累與生態(tài)構(gòu)建，也直接影響“奪單”能力。以臺(tái)積電、三星為例，李珂向記者表示，臺(tái)積電在產(chǎn)業(yè)生態(tài)具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)，技術(shù)、工藝、IP積累相對(duì)充足，與7nm設(shè)備、材料等上下游廠商建立了合作關(guān)系。三星在7nm節(jié)點(diǎn)是后來(lái)者，但近幾年借DRAM漲價(jià)的勢(shì)頭營(yíng)收猛漲，能夠支持先進(jìn)工藝的長(zhǎng)期大規(guī)模投入，已經(jīng)有了與臺(tái)積電開(kāi)展競(jìng)爭(zhēng)的勢(shì)頭。
封裝技術(shù)是代工廠商的另一條護(hù)城河，頂尖的代工廠商往往具備頂尖的封裝技術(shù)。陳彥尹向記者表示，先進(jìn)封裝對(duì)客戶來(lái)說(shuō)是很重要的評(píng)估項(xiàng)目，臺(tái)積電的CoWoS和后續(xù)的InFO、SOW等先進(jìn)封裝技術(shù)都是吸引客戶的抓手。Digitimes研究顯示，臺(tái)積電2.5D CoWoS工藝技術(shù)，通過(guò)采用硅中介層技術(shù)，大幅提升I/O引腳數(shù)，從而提升封裝IC的性能，AI芯片的關(guān)鍵封裝技術(shù)。英偉達(dá)GP100、谷歌TPU 2.0等標(biāo)志性AI芯片產(chǎn)品都采用了CoWoS封裝技術(shù)。而臺(tái)積電的InFO晶圓級(jí)封裝，提升了7nm FinFET技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力，是奪得蘋果A10處理器訂單的關(guān)鍵因素。
3nm以下仍有剛需
在今年4月三星、臺(tái)積電連續(xù)宣布最新制程計(jì)劃時(shí)，提及的數(shù)字還是7、6、5nm，在三星公布3nm技術(shù)路線后，臺(tái)積電直接下探到2nm，逼近摩爾定律極限。如果說(shuō)在7、6、5nm還有蘋果、高通等大廠能夠跟進(jìn)，在3、2、1nm節(jié)點(diǎn)，能夠跟隨代工廠商繼續(xù)微縮制程的客戶企業(yè)將十分有限。
三星計(jì)劃2021年量產(chǎn)3nm GAA工藝，與7nmFinFET相比，3nm芯片面積能減少45%左右，同時(shí)減少耗電量50%，并將性能提高35%。三星方面稱，已經(jīng)將3nm工程設(shè)計(jì)套件發(fā)送給半導(dǎo)體設(shè)計(jì)企業(yè)，共享人工智能、5G移動(dòng)通信、無(wú)人駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等創(chuàng)新應(yīng)用的核心半導(dǎo)體技術(shù)。臺(tái)積電的3nm和2nm預(yù)計(jì)于2022年和2024年投產(chǎn)，臺(tái)積電副總經(jīng)理陳平指出，無(wú)論是智能手機(jī)、高性能計(jì)算機(jī)、自動(dòng)駕駛汽車和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，都需要各種各樣且越來(lái)越先進(jìn)的工藝技術(shù)加持。
高端、專業(yè)化領(lǐng)域，仍然對(duì)計(jì)算能力提升有著持續(xù)的需求，但消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品能否繼續(xù)下探制程，以規(guī)模化生產(chǎn)攤薄成本，則變得難以預(yù)測(cè)。對(duì)代工廠商來(lái)說(shuō)，誰(shuí)能率先與客戶開(kāi)發(fā)出具備經(jīng)濟(jì)效益的量產(chǎn)模式，就有機(jī)會(huì)在“極限”制程站穩(wěn)腳跟。李珂向記者指出，從應(yīng)用角度來(lái)說(shuō)，3、2nm的產(chǎn)品類別有存儲(chǔ)器、大規(guī)模超算CPU、高端FPGA，消費(fèi)類產(chǎn)品很難大規(guī)模應(yīng)用2、3nm器件。陳彥尹則認(rèn)為，包含手機(jī)、高速電腦等高效能應(yīng)用，是先進(jìn)制程的剛性需求，先進(jìn)制程必然持續(xù)演進(jìn)。
晶圓代工從不是簡(jiǎn)單的數(shù)字游戲。在臺(tái)積電、三星的爭(zhēng)奪歷史上，臺(tái)積電曾憑借效能和封裝優(yōu)勢(shì)，從三星手里“奪得”蘋果；而產(chǎn)能排隊(duì)問(wèn)題，也曾讓高通從臺(tái)積電轉(zhuǎn)向三星。效能、成本、配套技術(shù)、生產(chǎn)序列、生態(tài)積累、競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系等種種因素，都會(huì)左右芯片巨頭的選擇。能同時(shí)占據(jù)技術(shù)制高點(diǎn)和市場(chǎng)制高點(diǎn)，才是最后的贏家。