下周宣布量产3nm工艺 三星这次要狠狠地踢台积电的屁股了?
三星半导体这几年,小日子过的有些不顺。别的不说,差友摸摸自己的手机,看看三星晶圆厂代工的 888 、 8gen1 ,简直可以说是冬天的暖手宝,夏日的烫手山芋。好不容易代工出来的产品成了人人喊打的 “ 过街老鼠 ” ,而且芯片生产的良品率也不行。甚至就连三星自己都心头纳闷啊,事后会过味来, 你说为啥我自个的芯片工艺,良品率会这么差呢?
这不,上上上上个月展开了调查,结果到现在也还没个说法。
而且作为全球十大半导体公司,在大家都在喊着缺芯缺芯的时候,三星反而成了 唯一一个第一季度收入下降的公司……
看着上头的台积电,羡慕的脸都要绿了。
所以说,当年这能造相机,能造手机,能做系统,也能做芯片的三星,这几年到底遭了什么降头?
手机行业吃了鳖,面板行业被国内厂商逐渐挑战,放弃了自家的芯片架构, 就连世界上唯二能量产 5nm 以下工艺的芯片代工行业,都被大家嫌弃的如此之惨?
作为一家传承多年的公司,三星这几年拉跨的表现可以说和 内斗脱不了关系。
这几年下来,我们也能刷到不少这类三星新闻,包括什么良品率不足欺上瞒下啊,什么论资排辈,部门之间还互相嫌弃…… 咱能想到的想不到的内斗方式,三星可能都已经尝试过了。
这把三星太子急的, 2021 年 8 月李在镕 “ 为国 ” 出狱后,还没三个月,公司内部就来了一波不小的人事调整。
三星移动部门,三星消费电子和设备解决方案部门的三位 CEO 都被撤下,还将前两个部门合并成为了新部门 SET 。
又过了一段时间,李在镕还把之前闪存开发部门的领导宋在赫调到了 半导体研发部门担任最新的负责人,派半导体设备解决方案部门的全球制造与基础设施副总裁南锡宇,来出任 晶圆代工制造技术中心负责人。
把过去这两位在 内存领域搏杀的大将给派到晶圆代工领域,三星这图谋半导体之心,可以说是非常明显了。
毕竟,如果再和过去一样内斗会是什么结果,已经很明显了。
比良品率下降更恐怖的,就是让 先进制程的买家失去信心。
高通和英伟达,在这里扮演的就是三星的大买家角色。
然而如今这俩一个已经跟台积电合作,紧急推出了 8+Gen1 来应对今年联发科的崛起,一个宣布下一代 40 系列游戏显卡也会基于台积电的 N4 工艺开发。
图源:wccftech▼
不久之前也有媒体拿到了 8+Gen1 的工程机测了一下,和之前三星代工的 8Gen1 相比呢……也就性能高了一点,功耗更低了一些……
这属实是撞车不可怕,谁差谁尴尬了。
图源极客湾▼
差评君还听到一个芯片行业地狱笑话:
过去大家做芯片呢,是一手交钱,一手按消耗的晶圆数量来给你生产,各家有各家的良品率,能做出多少芯片全凭良品率来摸奖,大家相安无事好多年。
而到了三星这边,因为良品率实在不好恭维。所以它们变成了按照最后实际能生产出多少芯片来计算……
一手交钱,一手交芯片。
……的确是让三星自个儿都纳闷为啥这么差的良品率了。
当然,芯片工艺, 败也技术,成也技术。
毕竟现在 5nm , 4nm 的名称,更多还是厂商用来宣传自己的工艺节点的一种叫法,而并没有绝对的物理意义指代。
为啥三星现在这么尴尬,很大程度上就是因为最新的芯片造的不如隔壁台积电好, 良品率,功耗,晶体管密度都干不过别人。
各家工艺密度图,来源:Digtimes▼
所以,如果下回三星造的芯片 良品率更好, 功耗更低, 晶体管密度更优秀,那这些烦人的问题不就都解决了吗。
巧了,三星也是这么想的,而它们压注的未来,就是 3nm 技术。
三星,将是世界上第一个迈入 GAA 结构的晶圆厂。
GAA 是啥?简单来讲,它很可能是我们手机 SoC 上会采用的下一代晶体管技术。
这几年, 随着摩尔定律的演变,芯片越做越小了,晶体管的功耗也越来越低,但是随着晶体管越来越小吧,新的问题——漏电也如期而至。
随着芯片设计进入纳米领域之后, 静态功耗的漏电问题就开始翻车。
打个比方,如果把晶体管看作一个 “ 开关 ” ,那漏电问题就像是这个 开关没接通, 但是还会存在漏电流。
这就是 “ 短沟道效应 ” ,想要减少它带来的漏电功耗,就需要找到新的结构或者新的材料。
在把芯片做到 22nm 之后,大家采用的技术叫做 FinFET ( 鳍式场效应晶体管 )。
通过 “ 嵌入 ” 的方式 增大接触面积,来获得更好的漏电控制性能,有点像把之前一维的晶体管做成二维。
而如今芯片越来越小,做到 3nm 的门槛上, FinFET 也不太够用了。
而这回,大家伙倒腾出来解决问题的未来新工艺,叫做 GAA ( 全环栅晶体管 )。
这个就有点像二维变成了三维, FinFET 时的三面环绕变成了四面环绕,这样才能对蠢蠢欲动的电子一网打尽。
根据三星的报道,和自家的 7nm 工艺相比,自家 GAA 的初始版本 3GAE ( 3nm Gate-All _ Around Early )可以减少 35% 的芯片面积,提高 30% 的性能,降低 50% 的功耗。
这饼看着挺香啊……提升 30% 的性能,降低 50% 的功耗……有这提升,啥火龙不得乖乖躺下,给咱们变成冰龙。
欸不是,等等等等,你咋是和 2017 年量产的 7nm 工艺来比 3nm 的,为啥不用明显更接近的 4nm ?
好吧,其实是三星也给了 3nm 和 4nm 工艺的技术对比, 但是——没有完全给。
对比图的的确确是给了一张,但是吧……也只有这一张,这横纵坐标的标尺呢?比较的起始单位又是多少?
你倒是告诉我强了多少啊?
作为在 GAA 领域 “ 第一个吃螃蟹的人 ” 咱能理解三星会面临不少的技术挑战。
但是你看看三星计划要量产 3nm 的时间哈, 2022 年第二季度。
本来自家的 5nm 和 4nm 相比台积电就有些注水,在晶体管密度上就有些落后。
不知道三星这算不算 “ 赶鸭子上架 ” 整出来的初代的 GAA 能否和台积电的高密度成熟 finFET 来竞争,可能还得打个问号。
在过去, 新工艺迭代节点的第一批产品,也出现过实际体验的性能反而比不过 上一代工艺增强节点产品的情况。( 比如英特尔 10nm 和 14++ )
除开两家公司技术路线的不同,三星想要在 3nm ,或者 2nm 阶段实现对台积电的反击,还得过光刻机这一关。
在这方面。
台积电和A SML 可以说是有深厚的革命战友友谊。
20 年前的 ASML 在光刻领域还是名不见经传,靠的就是和台积电的深度合作,在对的时间遇到了对的人。
两家公司一起携手发展 193nm 浸润式光刻技术。把曾经的光刻机巨头尼康给赶了出去。
从 20 年前的 45nm 到前些年的 7nm 工艺,靠的都是浸润式光刻技术。
三星可不像台积电有这层关系,只得看着光刻机眼红,另寻它法。
你看出狱没多久,刚整治完内部的李在镕,上周前往欧洲诸国,别的地方没多停留,直接就跑到荷兰去,跟 ASML 的高层与荷兰的总理谈笑风生。
这一切的目的,都是为了最新的 EUV ( 极紫外光 )光刻机。
总的来说,三星虽然如今在 5nm , 4nm 的市场失去了先机,但也不代表着它完全失去了反击的机会。
毕竟,芯片行业是个竞争异常紧凑的市场,曾经的头牌如果走错一步,可能就会在下一代工艺里失去领先的优势。
万一台积电的 3nm FinFET 如果真的因为控制不住功耗翻车了呢?
“ 王权没有永恒 ” ,在这个行业里,领头羊走岔路可谓是家常便饭。
在过去, 14nm 工艺门后的英特尔是如此,在现在, 7nm 门前的三星也是如此,在未来,在 3nm 门槛上依旧坚持选择用 FinFET 的台积电可能也如此。
但不论如何,把翻身的机会寄希望于别人翻车是不靠谱的。
2022 年的 Q2 季度已经过了一半多,现在留给三星的时间已经不多了。