3nm芯片还在焦急的等待中，台积电2nm公布时间表，良品率不够，三星电子有点急

众所周知，台积电和三星电子现在的主力芯片产品都是采用的5nm制程工艺技术，当然还有大量的使用的是7nm制程技术。而无论是苹果公司还是三星电子的手机产品已经大量使用了5nm制程的产品。三星电子和台积电也开启了4nm和3nm制程技术的产能计划，不过，进展并不是很顺利。

台积电计划2025年投产2nm芯片

在台积电第一季度财报电话会议上表示，正全力以赴地开发下一代工艺节点。计划在今年晚些时候将投产首批 3nm工艺，并在2025年底前做好2nm工艺的准备。其实对于3nm来说，早有部署。台积电也表示，在2nm工艺时将首次使用 GAA FET(全环绕栅极晶体管)，逐渐取代 finFET (鳍式场效应晶体管)。而三星早已经开始使用他们版本的GAA，英特尔计划在2024年实施他们的版本。可以说，在GAA FET方面，台积电已经落后了一段时间。

三星电子是最新采用3nm GAA制程技术的厂商，GAA 晶体管结构象征着制程技术进步的关键转折点，对保持下一波超大规模创新所需的策略至关重要。GAA架构是周边环绕着Gate 的FinFET 架构。GAA 架构的晶体管提供比FinFET 更好的静电特性，可满足某些栅极宽度的需求。这主要表现在同等尺寸结构下，GAA 的沟道控制能力强化，尺寸进一步微缩更有可能性。相较传统FinFET 沟道仅3面被栅极包覆，GAA若以纳米线沟道设计为例，沟道整个外轮廓都被栅极完全包裹，代表栅极对沟道的控制性更好。

3nm GAA制程技术有两种架构，包括3GAAE 和3GAAP。这是两款以纳米片的结构设计，鳍中有多个横向带状线。对台积电而言，GAA FET还不是其当下的策略。N3 技术节点保持原有的模式不变，到N2节点时才会使用GAA 架构。

N3工艺的良品率会如何？

今年下半年，台积电将把N3工艺投入生产。台积电预测，HPC（高性能计算）将是其今年增长最快的领域。上一季度HPC产生了41%的收入，仅比智能手机产生的40%略高。物联网和汽车排在第三和第四位，分别创造了8%和5%的收入。

台积电多次强调3nm制程将于2022下半年正式量产。而作为竞争对手的韩国三星也在积极加快3nm量产进程。三星此前表示，采用GAA 架构的3nm制程技术已正式流片（Tape Out）。三星3nm制程流片是与新思科技合作，加速为GAA 架构的生产流程提供高度优化参考方法。

三星3nm制程不同于台积电或英特尔的FinFET架构，而是GAA架构，三星需要新设计和认证工具，因此采用新思科技的Fusion DesignPlatform。制程技术的物理设计套件（PDK）已在2019年5 月发布，并2020 年通过制程技术认证。为了稳妥，台积电继续沿用FinFET晶体管技术，三星兵出险招，采用更先进的GAA晶体管技术，希望能够在技术上超越台积电，但是出品率有多高也非常关键。有意思的是，三星也表示，将在2025年开启2nm制程技术。

目前三星的5nm芯片，已经有高通、IBM、AMD、nvidia等客户了，如果三星真的能够领先台积电，把GAA技术下的3nm芯片量产出来，当然要保持着一定的良品率，预计还能够再吸引到更多的客户。不过，良品率问题是一个最大的门槛。

三星3nm工艺良品率仍远不及预期？

可以说，对于三星来说，要想超越台积电，就要有更好的技术支持，虽然三星采取了更加积极的技术转变，也希望借此能够缩短和台积电的距离。不过，在技术的真正量产方面也面临着巨大的压力。有外媒在2月份的报道中称，台积电的3nm工艺遇到良品率难题，可能影响到AMD、英伟达等部分客户的产品路线图，随后，又爆出了三星电子的3nm工艺的良品率也远不及预期。韩国媒体的报道显示，三星电子3nm制程工艺的良品率，才到10%-20%，远不及公司期望的目标，在提升3nm工艺的良品率方面，无疑面临着较大的压力。

众所周知，近两年来，台积电的收益是不断攀升，一方面是得益于苹果公司的鼎力支持，另一方面是智能汽车的快速崛起，需求量不断被放大，芯片荒问题持续爆发，不能满足市场需求。台积电相对稳定的工艺技术让其获得了大量的订单，而三星电子受到疫情的冲击比台积电更大，因此受到的影响也更大。为了能够扭转颓势，三星电子一直尝试着在工艺技术上的积极进取来超越台积电。因此，3nm制程工艺就被寄予厚望。在去年就曾有报道称，三星电子的3nm工艺已成功流片，距离量产更近了一步，计划在今年6月份开始量产。但是，成功流片之后距离真正量产还有差距，这不是可以简单跨越的。

其中良品率就是关键，如今爆出三星电子3nm工艺的良品率远不及预期。如果消息属实的话，那么，无疑会影响到最终的交付量，进而影响相关厂商的产品路线图。这无疑是三星电子最不愿意看到的，而一旦保持着稳妥策略的台积电的3nm制程工艺可以保持着一定良品率的话，那么对三星的压力会更大。其中已经有消息称，高通已经“倒戈”，把部分产品交给台积电代工，不再由三星独家代工。

而原本因为和苹果公司的竞争，高通是选择三星电子代工，台积电为苹果公司代工。据悉，三星将针对低良品率问题展开调查。众所周知，从7nm制程节点开始，三星在工艺研发上就一直不顺利。在过去的两年里，无论5nm还是4nm工艺生产的芯片，无论效能还是良品率都存在较大问题。虽然三星已投入了大量资金，但良品率始终没有明显的改善，严重影响了其晶圆代工业务的订单交付，货物交收时间不断延后。三星展开调查，重点将锁定在相关部门的现任和前任高管身上，内容包括之前上交的制程良品率报告是否存在错误信息，以及用于提升先进工艺良品率的资金是否得到有效利用。