半導體巨頭爭相推進(jìn)下一代尖端芯片

臺積電、三星和英特爾爭奪“2納米”芯片，這將塑造5000億美元產(chǎn)業(yè)的未來(lái)

數十年來(lái)，芯片制造商一直在努力制造越來(lái)越緊湊的產(chǎn)品——芯片上的晶體管越小，能耗就越低，速度就越高。 全球領(lǐng)先的半導體公司正在競相推出所謂的“2納米”處理器芯片，這將為下一代智能手機、數據中心和人工智能提供動(dòng)力。

臺積電（TSMC）仍然是分析師們認為能夠保持其全球行業(yè)領(lǐng)先地位的公司，但三星電子和英特爾已經(jīng)確定了這一行業(yè)的下一個(gè)飛躍，看作是縮小差距的機會(huì )。

數十年來(lái)，芯片制造商一直在努力制造越來(lái)越緊湊的產(chǎn)品。芯片上的晶體管越小，能耗就越低，速度就越高。今天，“2納米”和“3納米”等術(shù)語(yǔ)廣泛用作每一代新芯片的簡(jiǎn)稱(chēng)，而不是半導體的實(shí)際物理尺寸。

在下一代先進(jìn)半導體領(lǐng)域取得技術(shù)領(lǐng)先地位的任何公司都將有望主導去年全球芯片銷(xiāo)售超過(guò)5000億美元的行業(yè)。由于對支持生成式人工智能服務(wù)的數據中心芯片需求激增，這一行業(yè)預計將進(jìn)一步增長(cháng)。

據兩名直接了解討論的情況的人士透露，全球處理器市場(chǎng)主導地位的臺積電已經(jīng)向一些最大的客戶(hù)，包括蘋(píng)果和英偉達，展示了其“N2”（或2納米）的工藝測試結果。

但兩名接近三星的人士表示，這家韓國芯片制造商正在以低價(jià)推出其最新的2納米原型版本，試圖吸引包括英偉達在內的知名客戶(hù)。

美國對沖基金Dalton Investments的分析師James Lim表示：“三星認為2納米將改變游戲規則，但人們仍然懷疑它是否能夠比臺積電更好地執行這一遷移?！?/p>

前市場(chǎng)領(lǐng)導者英特爾也對于在明年底生產(chǎn)其下一代芯片提出了大膽的聲明。這可能使其重新超越亞洲競爭對手，盡管人們對這家美國公司產(chǎn)品性能仍然存在疑慮。

臺積電表示，N2芯片的量產(chǎn)將于2025年開(kāi)始，通常先推出移動(dòng)版本，蘋(píng)果是其主要客戶(hù)。隨后推出的是PC版本，然后是專(zhuān)為更高功率負載設計的高性能計算芯片。

臺積電的新一代3納米芯片技術(shù)首次在今年9月推出的蘋(píng)果iPhone 15 Pro和Pro Max等最新旗艦智能手機上得到了應用。

隨著(zhù)芯片變得越來(lái)越小，從一代工藝技術(shù)邁向下一代的挑戰加劇，這可能導致臺積電的霸主地位出現問(wèn)題。

臺積電告訴《金融時(shí)報》稱(chēng)，其N(xiāo)2技術(shù)開(kāi)發(fā)“進(jìn)展順利，計劃在2025年投產(chǎn)，到時(shí)將是行業(yè)內在密度和能效方面最先進(jìn)的半導體技術(shù)”。

但Isaiah Research副總裁Lucy Chen指出，進(jìn)入下一個(gè)節點(diǎn)的成本正在上升，而性能的改善已經(jīng)停滯?！埃ㄟw移到下一代）對客戶(hù)來(lái)說(shuō)不再那么有吸引力了，”Chen說(shuō)。

專(zhuān)家強調，量產(chǎn)仍然需要兩年時(shí)間，而問(wèn)題是芯片生產(chǎn)過(guò)程的自然部分。

根據咨詢(xún)公司TrendForce的數據，目前在全球先進(jìn)晶圓市場(chǎng)中，三星占有25%，而臺積電占有66%，知情人士認為三星看到了縮小差距的機會(huì )。

該韓國企業(yè)去年首次開(kāi)始量產(chǎn)其3納米芯片，稱(chēng)為“SF3”，并首次切換到一種名為“全圍柵”（GAA）的新晶體管架構。

根據兩名知情人士透露，美國芯片設計公司高通計劃在其下一代高端智能手機處理器中使用三星的“SF2”芯片。這將是高通將其大多數旗艦移動(dòng)芯片從三星的4納米工藝轉移到臺積電的相應工藝之后的一次逆轉。

三星表示：“我們已經(jīng)為在2025年之前開(kāi)始SF2的量產(chǎn)做好了準備?！薄坝捎谖覀兪堑谝粋€(gè)跨足并過(guò)渡到GAA架構的公司，我們希望從SF3到SF2的進(jìn)展將相對無(wú)縫?！?/p>

分析師們警告說(shuō)，雖然三星是第一家將其3納米芯片投放市場(chǎng)的公司，但其“良率”——生產(chǎn)的芯片中被認為可發(fā)運給客戶(hù)的比例——存在問(wèn)題。

這家韓國公司堅稱(chēng)，其3納米良率已經(jīng)提高。但根據兩名接近三星的人士透露，其最簡(jiǎn)單的3納米芯片的良率僅為60%，遠低于客戶(hù)的期望，而在生產(chǎn)類(lèi)似于蘋(píng)果的A17 Pro或英偉達的圖形處理單元等更復雜的芯片時(shí)可能進(jìn)一步下降。

研究公司SemiAnalysis的首席分析師Dylan Patel表示：“三星試圖實(shí)現這些飛躍，但他們可以宣稱(chēng)他們想要的一切，但他們仍然沒(méi)有發(fā)布一款真正的3納米芯片?！?/p>

首爾相明大學(xué)系統半導體工程教授李鐘桓還補充說(shuō)，三星還面臨著(zhù)其智能手機和芯片設計部門(mén)與其晶圓生產(chǎn)部門(mén)產(chǎn)生競爭關(guān)系的問(wèn)題，這兩者是其晶圓生產(chǎn)部門(mén)的邏輯芯片的潛在客戶(hù)?！叭堑慕M織結構讓許多潛在客戶(hù)對可能發(fā)生技術(shù)或設計泄漏感到擔憂(yōu)，”李說(shuō)。

與此同時(shí)，曾經(jīng)的市場(chǎng)領(lǐng)導者英特爾正在推動(dòng)其下一代“18A”節點(diǎn)在技術(shù)會(huì )議上宣傳，并向芯片設計公司提供免費的測試生產(chǎn)。該美國公司表示，計劃于2024年底開(kāi)始18A的生產(chǎn)，有望成為首家遷移到下一代的芯片制造商。

但臺積電首席執行官魏哲家看起來(lái)并不擔心。他在10月份表示，根據臺積電內部評估，其最新的3納米變種已經(jīng)上市，與英特爾的18A在功耗、性能和密度方面相當。

三星和英特爾還希望從尋求減少對臺積電依賴(lài)的潛在客戶(hù)中獲益，無(wú)論是出于商業(yè)原因還是出于對臺灣可能存在的中國威脅的擔憂(yōu)。今年7月，美國芯片制造商AMD首席執行官表示，除了臺積電提供的之外，該公司還將“考慮其他制造能力”，以追求更大的“靈活性”。

RHCC咨詢(xún)公司首席執行官Leslie Wu表示，需要2納米級技術(shù)的主要客戶(hù)正尋求將其芯片生產(chǎn)分散到多個(gè)晶圓廠(chǎng)。他說(shuō)：“單純依賴(lài)臺積電太冒險了?！?/p>

但伯恩斯坦亞洲半導體分析師Mark Li對“這種（地緣政治）因素與效率和進(jìn)度等因素相比有多大意義”提出了質(zhì)疑。他認為在成本、效率和信任方面，臺積電仍然更為優(yōu)越。