芯東西4月20日消息，2021年第一季度，5nm芯片手機市場激戰正酣，vivo、OPPO、小米等玩家連連發新。與此同時，許多芯片設計、制造玩家，已經將目光瞄準更加前沿的4nm市場。

　　4月19日，中國臺灣經濟日報報道稱，聯發科或搶跑一眾廠商，成為臺積電4nm制程產能的第一家客戶。而就在據此前不到兩周的4月7日，業界盛傳有資格首次“嘗鮮”臺積電4nm制程的，還是蘋果。

　　5nm落地僅幾個月，4nm作為5nm的增強版本，到底能帶來怎樣的提升，讓蘋果聯發科等大廠“搶破頭”？

　　據此前臺積電公布相關信息，盡管難以實現像3nm“相同功耗下性能（相比5nm）提升10～15%”的進步，但其最新量產時間為2021年Q4，相比3nm提早了約整一年，恰好滿足3nm量產之前，智能手機芯片、顯卡、各類專用芯片對性能與功耗的極致追求。

　　那么，在這場先進芯片性能追擊戰中，有誰已入局？從芯片制造、設計、到最終商用的各個環節中，又有誰已蓄勢待發？芯東西挖掘全球4nm制程的相關信息，以便回答這些問題。

　　01.

　　4nm芯片制造市場：臺積電

　　提前量產，三星直接跳過？

　　當芯片集成的晶體管直徑逼近7nm及更小尺寸，這場目標為先進制程生產能力的賽場上，就只剩下臺積電和三星兩個選手，4nm制程賽道上也不例外。同時，兩大晶圓代工領軍企業針對4nm的布局，均曾經歷變動。

　　在2020年8月25日舉辦的“臺積電第26屆技術研討會”上，臺積電公布其最新工藝路線圖，計劃在2022年量產4nm工藝（5nm N4工藝）。

　　但在今年3月初，業界有消息傳出，臺積電4nm工藝量產時間有望提前至2021年第四季度。

　　技術指標方面，臺積電4nm工藝作為5nm工藝（5nm N5工藝）的改進版，相比后者在速度、功耗、密度上有所提升，但提升幅度低于3nm工藝。

　　據臺積電工藝路線圖，3nm相比5nm，相同功耗下性能可提升10～15%，相同性能下功耗可降低25～30%。

　　同時，4nm與5nm有100%的IP相容性，能夠沿用5nm工藝既有的設計基礎架構、加速產品創新。

　　▲臺積電第26屆技術研討會上公布的工藝路線圖

      整理三星在2018年“晶圓代工論壇”上釋放的信息，可發現對4nm工藝的相關論述。論壇上，三星高管規劃稱，將在2019年推出5/4nm FinFET EUV工藝。但在2019年，三星4nm工藝并未如約現身。

　　2020年7月2日，中國臺灣媒體DigiTimes援引業內人士消息稱，三星修改了晶圓代工工藝路線圖，將從5nm直接跳至3nm的研發。目前三星并未回應這一說法。

　　不過，三星在2020年7月30日發布第二季度財報時表示“正在開發4nm工藝”。

　　▲三星在2018年“晶圓代工論壇”上公布的工藝路線圖

02.

　　4nm芯片設計市場：傳蘋果/高通/聯發科

　　青睞臺積電，聯發科或搶先？

　　盤點先進制程芯片設計市場，通常來說，蘋果、三星、高通、聯發科等智能手機芯片設計商，將領先其他場景中的芯片設計玩家發布新品，想來針對4nm制程也不例外。

　　不過，相比5nm芯片商用時間線不同的是，這次聯發科有望成為臺積電4nm制程產能的第一位客戶。此外，由于美國出臺的相關禁令，華為海思或許不得不從4nm制程“爭霸賽”中退場。

　　回顧5nm芯片商用進程，蘋果、三星、高通5nm芯片均已落地，聯發科5nm芯片尚未面世，此前有報道稱或將在2021年底推出。

　　按照慣例，蘋果采用高端制程的新款自研芯片產品會在iPhone上首發，但針對4nm情況可能有所不同。

　　據DigiTimes援引知情人士消息報道，蘋果4nm芯片將首先搭載于MacBook和iMac產品。目前，還沒有關于4nm芯片版本MacBook及iMac亮相時間的更多消息。

　　除去上面提及的聯發科和蘋果，高通亦看好臺積電的4nm制程工藝。

　　DigiTimes報道稱，高通或將在2022年，將新一代5G移動芯片代工大單轉移至臺積電4nm產線。此前，高通2020年發布的5nm驍龍888是由三星獨家代工。

　　03.

　　從智能手機SoC到礦機芯片

　　終端商用市場或將競逐4nm

　　除去上述手機芯片設計玩家，在顯卡、礦機等多種專用芯片市場中，4nm等先進制程產能同樣搶手。

　　對比5nm芯片市場，礦機芯片玩家比特大陸、嘉楠等曾被報道為臺積電的首批5nm客戶，同時業界亦傳出GPU龍頭NVIDIA的下代產品“Hopper”一代或將由臺積電5nm代工。

　　可以想見，當4nm產能滿足消費電子需求后，亦有望向礦機芯片等專用芯片市場轉移。

　　在市場需求旺盛的另一面，4nm制程工藝還面臨著制造成本高的問題。

　　臺灣經濟日報報道稱，采用4nm制程技術的聯發科5G新旗艦芯片產品單價將拉高到80美元（約522.01元人民幣）以上，遠高于現行平均單價30至35美元。

　　未來，如何平衡4nm芯片制造成本及芯片各項性能指標，將是芯片設計玩家、芯片制造玩家面臨的共同課題。

　　04.

　　結語：2022年，4nm芯片市場或迎來爆發

　　細數全球有能力實現4nm量產的芯片制造玩家，僅有臺積電與三星兩家。目前，三星的4nm相關進展尚不明確。假設臺積電能夠如約在2021年底實現4nm量產，可以想象，臺積電的4nm產能將成為各大廠商爭奪的關鍵資源。

　　芯片設計方面，近期，市場上已流傳有關于蘋果、高通、聯發科4nm芯片的相關消息。或許在2022款發布的各款新機中，我們將能看到4nm芯片的“身影”。