2020年伊始，全球半導體先進制程之戰(zhàn)已然火花四射。從華為和蘋果打響7nm旗艦手機芯片第一槍開始，7nm芯片產品已是百花齊放之勢，5nm芯片也將在下半年正式首秀。這些逐漸縮小的芯片制程數(shù)字，正是全球電子產品整體性能不斷進化的核心驅動力。
7nm與5nm差距在哪
半導體制程技術從7nm邁入5nm，將為芯片性能及工藝效率等帶來極大程度的提升。尺寸越小意味著在相同面積之內可以儲存更多的晶體管，從而達到更快的運行速度，并降低能耗。
制程工藝的進步將會為芯片帶來哪些屬性的提升呢？5nm制程工藝目前還沒有商用，我們不妨用10nm和7nm做個對比。以華為麒麟處理器來看，從麒麟970（臺積電10nm制程工藝）到麒麟980（臺積電7nm制程工藝），其晶體管數(shù)量從55億上升至69億，同比增長25．5％，這也導致其CPU性能提升50％、GPU性能提升100％、NPU性能也提升了100％。當然，制程工藝的提升除了會改變處理器的性能外，還會降低功耗、縮短產品研發(fā)周期等，這也是行業(yè)不斷提升芯片制程工藝的原因所在。
按照全球IC晶圓廠技術演進路線來看，在2020年這個時間節(jié)點上，僅臺積電和三星實現(xiàn)5nm量產。其中，格羅方德和聯(lián)電基本已經放棄了7nm制程工藝的研發(fā)；英特爾目前還在研發(fā)7nm；中芯國際的7nm制程工藝將于2020年年底實現(xiàn)量產。
在對比臺積電和三星兩家5nm工藝方面，由于兩家企業(yè)對制程工藝定義的標準不同，很難界定孰好孰壞。但根據此前雙發(fā)公布的信息來看，他們5nm主要的對比對象是上一代的7nm工藝，我們不妨先來看看兩家企業(yè)7nm技術的差異化。
基于此數(shù)據，業(yè)內相關專業(yè)人士得出的結果是，這兩家7nm工藝在晶體管密度上非常接近，但臺積電的產能會高于三星。也就是說，三星第三代7nm工藝與臺積電第二代7nm工藝相當，那么他們5nm工藝究竟如何呢？
三星暫時落后
三星電子高管在2020年3月份的股東大會上曾表示，三星與臺積電在代工業(yè)務方面存在差距，但三星將利用新工藝的領先優(yōu)勢來發(fā)展代工業(yè)務。這也暗示著，三星即將量產的5nm工藝與臺積電的存在著差距。
早在2019年4月16日，三星便宣布5nm FinFF工藝技術已開發(fā)完成，可以為用戶提供樣品，預計將在2020年下半年量產。
具體來看，三星曾透漏，5nm工藝將使用相同的7LPP晶體管SRAM并提供GR兼容性。5LPE與7LPP相比具有許多優(yōu)勢，具體取決于選擇的遷移路徑。通過增強晶體管的改進，三星聲稱在使用5LPE 7．5T庫時其7LPP工藝的性能提高了10％。同時，三星還增加了單鰭器件低泄漏器件，它們可將功耗降低20％。
據外媒報道，三星正加速在韓國華城建造的5nm工廠，預計6月份完成建設，最快年底可以生產5nm工藝，目前三星收到了高通的訂單，以現(xiàn)在的時間線來推算，三星可以在年底量產高通X60 5G調制解調器芯片組。
除了高通外，谷歌也正式宣布，公司自研的SOC已經流片，將有望在Pixel系列手機上搭載。這顆芯片代號叫“Whitechapel”，搭載的是8核CPU，將采用三星5nm工藝制程。
另外，由于受疫情影響，荷蘭ASML公司很難將設備出口，這給三星、臺積電等在內的全球半導體廠商帶來了負面影響。業(yè)內人士表示，荷蘭ASML設備交付影響了三星、臺積電這兩家巨頭的研發(fā)、生產進度，其中三星遭受的損失會更大。由于三星去年購買的EUV設備部分用于DRAM生產，導致量產5nm工藝所需的EUV設備數(shù)量不夠，與臺積電相比有較大差距。
臺積電5納米產能全開
供應鏈透露，臺積電遭華為旗下海思砍5nm投片量，相關產能缺口由蘋果全數(shù)吃下，蘋果并要求臺積電第4季追加近1萬片產能，與超微爭食5nm強化版，加上英偉達、超微等大客戶同步擴增7nm投片量，臺積電5nm不僅如期并全產能開出，7nm也持續(xù)滿載至年底。
此外，外界普遍認為新冠肺炎疫情導致客戶下修訂單之際，供應鏈先傳來好消息，有助提振市場信心。臺積電稍早曾預告，5nm先進制程已準備量產，預定第2季放量，同時看好5nm和7nm二大主力制程齊發(fā)威，今年營收增幅可望超過行業(yè)平均數(shù)達17％以上。
臺積電營收強勁成長走勢，是否會因為新冠肺炎疫情攪局而出現(xiàn)變數(shù)，成為各大法人機構近期密切追蹤的焦點。
不少外資最近相繼下修臺積電第2季、甚至第3季營收展望，甚至有人推估蘋果將5nm的訂單遞延一到二季，相關報告趕在臺積電發(fā)布會前出爐，普遍認為臺積電5nm訂單將不如預期，甚至連原本排隊的7nm訂單，也因海思、聯(lián)發(fā)科等大客戶砍單，導致排隊潮逐步消散。
臺積電不對外資報告及客戶訂單做任何評論，強調5nm計劃一切依進度進行。供應鏈透露，臺積電5nm制程確實因客戶端考量疫情發(fā)展而有所調整。
其中，海思因手機銷售不佳，下修在臺積電5nm及7nm下單量，但海思釋出5nm的產能，已全數(shù)被蘋果包下；至于原打算在18廠P1 、P2廠追加至6萬片的計劃，也如期進行。
據了解，海思下修臺積電5nm和7nm約20％產能，以手機芯片為主。5G基地臺芯片則不變，但騰出的產能已被蘋果、超微和英偉達等芯片大廠全部分食，主要是因為疫情帶動在家上班、線上購物、遠距教學和游戲等宅經濟需求大幅成長，蘋果筆電、平板賣到缺貨，各大資料中心擴增伺服器，加上5G基礎建議也加速布局，帶動高速運算云電腦芯片、網通芯片和繪圖處理器強勁需求。
臺積電迄今一直未發(fā)布的南科18廠第三期計劃（P3）產能規(guī)劃，據了解，原為超微打造的5nm強化版，超微已提出每月超過2萬片12吋晶圓的需求，規(guī)劃第4季到位；蘋果追加約1萬片的產能需求，也將采用這項制程。
換句話說，臺積電今年資本支出幾乎集重兵在5nm，未受新冠肺炎疫情影響，全力沖刺當中，預期在5nm和7nm全數(shù)滿載下，臺積電今年依舊繳出年增雙位數(shù)、續(xù)新高佳績。