晶圓代工龍頭臺(tái)積電宣布5nm先進(jìn)制程，已于今年第二季進(jìn)入量產(chǎn)時(shí)，另一頭的三星也緊追在后。
根據(jù)TrendForce旗下拓墣產(chǎn)業(yè)研究院最新調(diào)研結(jié)果顯示，預(yù)估今年第3季全球晶圓代工市場，臺(tái)積電仍將以過半、53.9%市占率稱王，且年成長率高達(dá)21%，而三星則以17.4%位居第二，年成長率為4%，雖然比第一季的18.8%略有下滑，拓墣認(rèn)為主要出自于Galaxy S20銷售狀況不佳所致，若下半年智能型手機(jī)市場能扳回一城，市占率表現(xiàn)上依舊有機(jī)會(huì)緊咬臺(tái)積電不放。
由于5nm制程預(yù)計(jì)將在年底前量產(chǎn)，且根據(jù)外媒報(bào)導(dǎo)，除自家產(chǎn)品外，高通也會(huì)將Snapdragon X60等部分產(chǎn)品在三星的5nm下單，為三星的先進(jìn)制程打了一劑強(qiáng)心針。在英特爾（intel）制程卡關(guān)的此刻，先進(jìn)制程這條路上只剩下臺(tái)積電跟三星在「車拼」，繼續(xù)為突破摩爾定律努力。
緊咬技術(shù)不放，3nm換架構(gòu)力拼提升良率
臺(tái)積電還是會(huì)怕三星。長期關(guān)注半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的微驅(qū)科技總經(jīng)理吳金榮認(rèn)為，臺(tái)積電內(nèi)心的顧慮，并不是因?yàn)槟壳暗闹瞥踢M(jìn)度上有閃失，而是三星背后有著韓國人戰(zhàn)斗的精神，如過去3nm架構(gòu)也是率先由三星喊出將從目前采用的FinFET（鰭式晶體管）改變成GAA（閘極全環(huán)）。
外界預(yù)測，此舉是為了搶救現(xiàn)在三星在7nm、5nm良率偏低的原因，因?yàn)镚AA架構(gòu)在實(shí)驗(yàn)室里面被發(fā)現(xiàn)，其抑制漏電的狀況比起FinFET架構(gòu)要好得多，若能有效控制漏電，對于芯片的效能表現(xiàn)將有所幫助。《數(shù)位時(shí)代》曾訪問臺(tái)積電的首席科學(xué)家黃漢森，針對3nm延續(xù)FinFET架構(gòu)一事，他表示不與三星同調(diào)改采GAA，除了是包括成本、客戶IC設(shè)計(jì)銜接等問題外，臺(tái)積電依舊有能力在制程進(jìn)入更小的階段上，仍采用原架構(gòu)并且維持產(chǎn)品的效能表現(xiàn)，展現(xiàn)了晶圓代工龍頭在技術(shù)上的優(yōu)勢地位。
此外，吳金榮觀察，三星先進(jìn)制程發(fā)展落后給臺(tái)積電，有另一個(gè)原因是因?yàn)槿羌瘓F(tuán)還有記憶體部門需要發(fā)展，因此分散了研發(fā)能量。再者，三星因?yàn)椴⒎侨缗_(tái)積電專精于晶圓代工，因此在產(chǎn)能的分配上，以及滿足各種客戶不同IC設(shè)計(jì)規(guī)格的需求，三星就沒有臺(tái)積電這樣快速調(diào)整的本事。
但近期三星宣布，將在平澤園區(qū)擴(kuò)編生產(chǎn)線，生產(chǎn)最先進(jìn)的DRAM產(chǎn)品，同時(shí)提供新世代V-NAND與晶圓代工解決方案，目的就是為了鞏固三星在工業(yè)4.0時(shí)代技術(shù)領(lǐng)先的地位。吳金榮更直指，目前三星手上約有10逾臺(tái)EUV機(jī)臺(tái)，接下來也會(huì)積極向ASML進(jìn)貨，看得出來三星仍全力往高級制程沖刺。
祭出價(jià)格站，搶下IBM、NVDIA訂單
即便在技術(shù)上輸臺(tái)積電一截，但三星已擁有能量產(chǎn)的先進(jìn)制程技術(shù)，至少有機(jī)會(huì)能分到臺(tái)積電無法消化的訂單。 臺(tái)經(jīng)院分析師劉佩真就指出，即便最終可獲取的市占率不多，但仍有機(jī)會(huì)獲得臺(tái)積電承接不了的前一個(gè)世代制程技術(shù)的訂單（如7nm）。NVIDIA與三星最新合作就是一個(gè)例子。
NVIDIA近期發(fā)表的新一代繪圖芯片GeForce RTX 30，主打高CP值路線，背后就是采用三星8nmLPP（Low Power Plus）制程。雖然NVIDIA不是第一次在三星下單，但從NVIDIA與競爭對手AMD打肉搏戰(zhàn)的此時(shí)，端出了一款極有價(jià)格競爭力的產(chǎn)品來看，就不難猜測，三星確實(shí)在「報(bào)價(jià)」上相當(dāng)具有競爭力。吳金榮分析，臺(tái)積電一直以來在價(jià)格上比較強(qiáng)悍，而三星過往都有可能以低于臺(tái)積電20-35%的價(jià)格來搶單。知識(shí)力專家社群創(chuàng)辦人曲建仲進(jìn)一步補(bǔ)充，三星可以先以低價(jià)競爭搶到客戶，然后再逐步調(diào)整制程的良率表現(xiàn)，IBM的訂單即是如此。三星最大的致命傷就是臺(tái)積電不會(huì)跟客戶競爭，吳金榮指出，三星作為一個(gè)IDM半導(dǎo)體業(yè)者，同時(shí)又身兼晶圓代工，若是有手機(jī)芯片IC設(shè)計(jì)業(yè)者要來下單，難免會(huì)擔(dān)心企業(yè)的商業(yè)機(jī)密被竊取，而這一點(diǎn)一直是三星的罩門。
Q2砸逾2000億資本支出，5nm下半年量產(chǎn)
從營運(yùn)成績來看，三星半導(dǎo)體表現(xiàn)確實(shí)不容小覷。今年第二季財(cái)報(bào)，三星半導(dǎo)體事業(yè)合并營收為18.23兆韓元（約1045億人民幣），較去年同期成長13%；營業(yè)利潤達(dá)到5.43兆韓元（約合311億人民幣），較去年同期成長2.03%。半導(dǎo)體成為三星旗下包括面板、行動(dòng)裝置等事業(yè)體里面，營收跟獲利最高的一環(huán)。另一方面，第二季三星電子的資本支出達(dá)到9.8兆韓元（約合561億人民幣），其中半導(dǎo)體業(yè)務(wù)就占了約88%、8.6兆韓元（約合494億人民幣），主要投資于最先進(jìn)的5nm與8nm制程，并將積極研發(fā)4nm制程技術(shù)。甚至建置新廠的腳步，也沒有落后給臺(tái)積電。當(dāng)臺(tái)積電在南科積極購地，為接下來南科廠的產(chǎn)能布局時(shí)，三星也在韓國的平澤市（Pyeongtaek）跟華城市（Hwaseong）兩地大興土木。
今年5月，三星宣布第6座南韓晶圓代工廠正式動(dòng)工，地點(diǎn)就在平澤市，將采用5nm制程技術(shù)，同時(shí)三星也定調(diào)這個(gè)工廠未來也將專注于5nm以下的EUV制程技術(shù)，并預(yù)計(jì)在2021年下半年開始運(yùn)作，將會(huì)成為5G、高效能運(yùn)算（HPC）等解決方案的核心制造基地。此外，2019年首批基于7nmEUV制程的產(chǎn)品量產(chǎn)后，三星也在今年上半年于華城廠新增一條全新的EUV專用V1生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)將在今年下半年開始少量生產(chǎn)5nm制程，待2021年平澤廠生產(chǎn)線一起加入后，將有助于三星的代工產(chǎn)能能大幅提升。
展現(xiàn)優(yōu)勢，發(fā)展異構(gòu)整合技術(shù)迎戰(zhàn)對手
除了布建廠房，劉佩真也點(diǎn)出在面對摩爾定律是否走到極限時(shí)，異構(gòu)整合就成了解決摩爾定律的其中一個(gè)方式，而三星在異構(gòu)整合上的技術(shù)也不能小看。工研院電子與光電系統(tǒng)研究所所長吳志毅曾指出，人工智能的時(shí)代下因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生出大量資料，必須被儲(chǔ)存及運(yùn)算，而當(dāng)前的設(shè)計(jì)多半是將CPU跟記憶體分開處理，這會(huì)使資訊在兩者間的傳輸產(chǎn)生額外的耗能而影響表現(xiàn)，他認(rèn)為將CPU跟記憶體做異構(gòu)整合會(huì)是接下來的趨勢。
而三星不僅擁有晶圓代工技術(shù)，同時(shí)也具備記憶體優(yōu)勢，因此近期端出了3D IC封裝技術(shù)X-Cube，根據(jù)三星的解釋，該技術(shù)采用硅穿孔科技（through-silicon Via，TSV ），除了能塞入更多的記憶體、讓資訊的傳輸路徑大幅縮短外，同時(shí)也可加快數(shù)據(jù)傳送速度跟能源效益，能滿足5G、AI甚至是高效能運(yùn)算的需求，X-Cube將可用于7nm跟5nm先進(jìn)制程上。不只是三星，臺(tái)積電在今年技術(shù)論壇上也推出3D硅堆疊與先進(jìn)封裝技術(shù)家族的「3D Fabric平臺(tái)」，包括CoWoS、整合型扇出（InFo）以及系統(tǒng)整合芯片（TSMC-SoIC）等，都是透過異構(gòu)整合的方式搶進(jìn)高級封裝市場，滿足顧客需求的技術(shù)。
張忠謀：跟三星的戰(zhàn)爭還沒有贏
2018年裸退的臺(tái)積電創(chuàng)辦人張忠謀，將三星視為可畏的對手，他在去年（2019）底接受媒體專訪，提及對手三星時(shí)直言：臺(tái)積電跟三星的戰(zhàn)爭絕對還沒結(jié)束，我們只是贏了一、兩場battle（戰(zhàn)役），整個(gè)war（戰(zhàn)爭）還沒有贏。三星2019年曾喊出要砸下133兆韓元（約合3.3兆新臺(tái)幣）發(fā)展邏輯芯片跟晶圓代工等業(yè)務(wù)，目的是要在2030年擊垮臺(tái)積電、搶下晶圓代工龍頭的寶座。這可行嗎？或許3nm轉(zhuǎn)換架構(gòu)只是一個(gè)開端，接著不僅有下一代、還有下下一代的技術(shù)節(jié)點(diǎn)要跟臺(tái)積電進(jìn)行肉搏戰(zhàn)，同時(shí)半導(dǎo)體隨著5G時(shí)代的到來而產(chǎn)生出各種全新的應(yīng)用，如第三代化合物半導(dǎo)體等，對不論是臺(tái)積電或三星而言，絕對都是全新的功課。三星都還在努力中，臺(tái)積電又怎能輕易松懈。這場雙雄的斗爭結(jié)果會(huì)如何，大家都還在看。