臺積電4nm芯片提前量產(chǎn)！聯(lián)發(fā)科和蘋(píng)果搶首發(fā)？

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

　　4月19日，中國臺灣經(jīng)濟日報報道稱(chēng)，聯(lián)發(fā)科或搶跑一眾廠(chǎng)商，成為臺積電4nm制程產(chǎn)能的第一家客戶(hù)。而就在據此前不到兩周的4月7日，業(yè)界盛傳有資格首次“嘗鮮”臺積電4nm制程的，還是蘋(píng)果。

　　5nm落地僅幾個(gè)月，4nm作為5nm的增強版本，到底能帶來(lái)怎樣的提升，讓蘋(píng)果聯(lián)發(fā)科等大廠(chǎng)“搶破頭”？

　　據此前臺積電公布相關(guān)信息，盡管難以實(shí)現像3nm“相同功耗下性能（相比5nm）提升10～15%”的進(jìn)步，但其最新量產(chǎn)時(shí)間為2021年Q4，相比3nm提早了約整一年，恰好滿(mǎn)足3nm量產(chǎn)之前，智能手機芯片、顯卡、各類(lèi)專(zhuān)用芯片對性能與功耗的極致追求。

　　那么，在這場(chǎng)先進(jìn)芯片性能追擊戰中，有誰(shuí)已入局？從芯片制造、設計、到最終商用的各個(gè)環(huán)節中，又有誰(shuí)已蓄勢待發(fā)？芯東西挖掘全球4nm制程的相關(guān)信息，以便回答這些問(wèn)題。

　　一、4nm芯片制造市場(chǎng)：臺積電提前量產(chǎn)，三星直接跳過(guò)？

　　當芯片集成的晶體管直徑逼近7nm及更小尺寸，這場(chǎng)目標為先進(jìn)制程生產(chǎn)能力的賽場(chǎng)上，就只剩下臺積電和三星兩個(gè)選手，4nm制程賽道上也不例外。同時(shí)，兩大晶圓代工領(lǐng)軍企業(yè)針對4nm的布局，均曾經(jīng)歷變動(dòng)。

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

　　但在今年3月初，業(yè)界有消息傳出，臺積電4nm工藝量產(chǎn)時(shí)間有望提前至2021年第四季度。

　　技術(shù)指標方面，臺積電4nm工藝作為5nm工藝（5nm N5工藝）的改進(jìn)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(xiàn)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(shí)，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(chǎn)品創(chuàng )新。

　　▲臺積電第26屆技術(shù)研討會(huì )上公布的工藝路線(xiàn)圖

　　整理三星在2018年“晶圓代工論壇”上釋放的信息，可發(fā)現對4nm工藝的相關(guān)論述。論壇上，三星高管規劃稱(chēng)，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(yè)內人士消息稱(chēng)，三星修改了晶圓代工工藝路線(xiàn)圖，將從5nm直接跳至3nm的研發(fā)。目前三星并未回應這一說(shuō)法。

　　不過(guò)，三星在2020年7月30日發(fā)布第二季度財報時(shí)表示“正在開(kāi)發(fā)4nm工藝”。

　　▲三星在2018年“晶圓代工論壇”上公布的工藝路線(xiàn)圖

　　二、4nm芯片設計市場(chǎng)：傳蘋(píng)果/高通/聯(lián)發(fā)科青睞臺積電，聯(lián)發(fā)科或搶先？

　　盤(pán)點(diǎn)先進(jìn)制程芯片設計市場(chǎng)，通常來(lái)說(shuō)，蘋(píng)果、三星、高通、聯(lián)發(fā)科等智能手機芯片設計商，將領(lǐng)先其他場(chǎng)景中的芯片設計玩家發(fā)布新品，想來(lái)針對4nm制程也不例外。

　　不過(guò)，相比5nm芯片商用時(shí)間線(xiàn)不同的是，這次聯(lián)發(fā)科有望成為臺積電4nm制程產(chǎn)能的第一位客戶(hù)。此外，由于美國出臺的相關(guān)禁令，華為海思或許不得不從4nm制程“爭霸賽”中退場(chǎng)。

　　回顧5nm芯片商用進(jìn)程，蘋(píng)果、三星、高通5nm芯片均已落地，聯(lián)發(fā)科5nm芯片尚未面世，此前有報道稱(chēng)或將在2021年底推出。

　　按照慣例，蘋(píng)果采用高端制程的新款自研芯片產(chǎn)品會(huì )在iPhone上首發(fā)，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(píng)果4nm芯片將首先搭載于MacBook和iMac產(chǎn)品。目前，還沒(méi)有關(guān)于4nm芯片版本MacBook及iMac亮相時(shí)間的更多消息。

　　除去上面提及的聯(lián)發(fā)科和蘋(píng)果，高通亦看好臺積電的4nm制程工藝。

　　DigiTimes報道稱(chēng)，高通或將在2022年，將新一代5G移動(dòng)芯片代工大單轉移至臺積電4nm產(chǎn)線(xiàn)。此前，高通2020年發(fā)布的5nm驍龍888是由三星獨家代工。

　　三、從智能手機SoC到礦機芯片，終端商用市場(chǎng)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(zhuān)用芯片市場(chǎng)中，4nm等先進(jìn)制程產(chǎn)能同樣搶手。

　　對比5nm芯片市場(chǎng)，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(hù)，同時(shí)業(yè)界亦傳出GPU龍頭NVIDIA的下代產(chǎn)品“Hopper”一代或將由臺積電5nm代工。

　　可以想見(jiàn)，當4nm產(chǎn)能滿(mǎn)足消費電子需求后，亦有望向礦機芯片等專(zhuān)用芯片市場(chǎng)轉移。

　　在市場(chǎng)需求旺盛的另一面，4nm制程工藝還面臨著(zhù)制造成本高的問(wèn)題。

　　臺灣經(jīng)濟日報報道稱(chēng)，采用4nm制程技術(shù)的聯(lián)發(fā)科5G新旗艦芯片產(chǎn)品單價(jià)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(jià)30至35美元。

　　未來(lái)，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。

　　結語(yǔ)：2022年，4nm芯片市場(chǎng)或迎來(lái)爆發(fā)

　　細數全球有能力實(shí)現4nm量產(chǎn)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(guān)進(jìn)展尚不明確。假設臺積電能夠如約在2021年底實(shí)現4nm量產(chǎn)，可以想象，臺積電的4nm產(chǎn)能將成為各大廠(chǎng)商爭奪的關(guān)鍵資源。

　　芯片設計方面，近期，市場(chǎng)上已流傳有關(guān)于蘋(píng)果、高通、聯(lián)發(fā)科4nm芯片的相關(guān)消息?；蛟S在2022款發(fā)布的各款新機中，我們將能看到4nm芯片的“身影”。