自从半导体制造工艺进入纳米级以后,竞争也愈演愈烈,特别是2nm工艺,被视为下一代半导体制程的关键性突破,因此各巨头都在争抢布局。此前,台积电和英特尔均对外公布,都将在2025年内竞相推出2nm工艺,力图抢占市场先机。
除了台积电、英特尔,三星也近日公布了2nm时间表。据韩媒报道,三星计划2025年在韩国开始生产2nm,并计划投资500万亿韩元,于2047年前在当地建立一个巨型2nm制造工厂。
意味着,三星将与台积电、英特尔等公司同台竞技。那么,在这场激烈的竞争中,三大巨头谁将更领先呢?
2nm及以下的工艺,三家基本上是站在同一起跑线,谁输谁赢确实不好判定。不过,可以从以下三个方面进行分析。
一、从技术实力对比上来看
在2nm工艺的竞争中,技术实力是关键。三星、台积电和英特尔都是全球领先的半导体企业,各自拥有强大的研发团队和专利技术。
三星在半导体领域拥有丰富的经验和技术储备,近年来在制程技术方面也取得了显著进展。三星从3nm开始就使用GAA技术,这项技术三星具有先手优势,2nm工艺的研发离不开此技术,因此,三星还有一定的优势的。
台积电作为全球最大的半导体代工厂,在制程技术方面一直保持着领先地位。比如在3nm技术上,虽然三星率先量产,并使用最先进的GAA工艺,但台积电凭借技术积累的优势,还是利用FinFET工艺打败了三星3nm获得了更多客户青睐。
据台积电披露,其2nm工艺将采用纳米片晶体管架构和背部供电技术,据称在相同功耗下性能提升10%至15%,在相同速度下功耗降低25%至30%。
英特尔在制程技术方面也具有很强的实力,他们或会率先实现2nm工艺的生产。英特尔计划在2024年底之前实现1.8nm工艺,比台积电和三星的2nm工艺先一步开始。
而且,英特尔还注重自主设计IP核,以提高芯片的性能和降低功耗。其18A工艺还采用了RibbonFET架构,即GAA晶体管和背面功率传输技术。该技术有望在降低功率泄露的同时,实现更高的逻辑密度和时钟速度。这无疑是对2nm工艺的一次重大突破。
从技术上来看,三家各有所长,但是究竟谁更胜一筹还不好说。只能说,在时间上,英特尔或许占有先手,是领先的。
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二、对比生产效率和良率
除了技术实力外,生产效率和良率也是影响客户选择的重要因素。在实现2nm工艺的商业化生产过程中,生产效率和良率将直接影响企业的盈利能力和市场竞争力。
三星在生产效率和良率方面的优势相对较小。作为一家综合性的半导体企业,三星拥有完整的产业链和供应链体系,能够更好地控制生产过程和品质。但自从5nm之后一直受良率影响,少了不少客户。
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不过,三星还不断投入巨资改进生产设备和工艺流程,以提高生产效率和良率。据悉,其3nm良率已经提升至60%以上,并还在开发新技术提升良率。或许2nm会有大的改善,那么,高通的2nm芯片将会给三星代工。
台积电在生产效率和良率方面,一直有着丰富的经验和实力。台积电采用先进的生产设备和制程技术,并不断优化生产流程,以确保高良率和低成本的生产。
此外,台积电还与众多芯片设计公司建立了长期合作关系,能够更好地满足客户需求和提高生产效率。比如,每次新工艺都会提前2年预定的苹果公司,与台积电相辅相成,一起完成了不少先进工艺的推进。
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英特尔在生产效率方面也有自己的优势。他们注重自主生产和研发,拥有先进的生产设备和工艺流程。此外,英特尔还采用先进的芯片设计工具和流程,以提高设计效率和良率。
当然,英特尔此对外代工服务较少,对于其2nm工艺的良率问题,并没有太多信息可循。唯一可知的是,基辛格公开表示,英特尔18A制程技术比台积电的N2技术更领先,而且,在两年内无人能敌。
总之,从良率上来看,以目前可知信息,是台积电占据了先手优势。不过,其余两家也未必会输。
三、看市场需求和供应链管理
随着5G、物联网等技术的普及,未来对于高性能、低功耗的芯片需求将不断增加。因此,谁能更好地满足市场需求和供应链管理需求,将成为赢得竞争的关键因素之一。
三星、台积电和英特尔都看到了这一市场需求,并都在积极寻求与相关企业的合作机会。三星与多家芯片设计公司建立了合作关系,台积电与全球众多芯片设计巨头保持着紧密的合作关系,而英特尔则注重与PC和服务器厂商的合作。
在供应链管理方面,台积电有着更为丰富的经验和实力。他们与全球众多供应商建立了长期合作关系,能够更好地协调供应链资源和控制成本。而三星和英特尔在这方面也具备强大的实力和经验。
这项相比,此前的台积电经验和实力更好一点,但三星和英特尔也不差。
总体来看,2nm大战已经开始打响了,三星、台积电和英特尔将会是这场竞争的三大主角。但是,谁想成为绝对赢家,估计还是比较难的。