半導體巨頭爭相推進下一代尖端芯片

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

數(shù)十年來，芯片制造商一直在努力制造越來越緊湊的產(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(shù)據(jù)中心和人工智能提供動力。

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)的下一個飛躍，看作是縮小差距的機會。

數(shù)十年來，芯片制造商一直在努力制造越來越緊湊的產(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)語廣泛用作每一代新芯片的簡稱，而不是半導體的實際物理尺寸。

在下一代先進半導體領(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售超過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(shù)據(jù)中心芯片需求激增，這一行業(yè)預(yù)計將進一步增長。

據(jù)兩名直接了解討論的情況的人士透露，全球處理器市場主導地位的臺積電已經(jīng)向一些最大的客戶，包括蘋果和英偉達，展示了其“N2”（或2納米）的工藝測試結(jié)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推出其最新的2納米原型版本，試圖吸引包括英偉達在內(nèi)的知名客戶。

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(guī)則，但人們?nèi)匀粦岩伤欠衲軌虮扰_積電更好地執(zhí)行這一遷移?！?/p>

前市場領(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年開始，通常先推出移動版本，蘋果是其主要客戶。隨后推出的是PC版本，然后是專為更高功率負載設(shè)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月推出的蘋果iPhone 15 Pro和Pro Max等最新旗艦智能手機上得到了應(yīng)用。

隨著芯片變得越來越小，從一代工藝技術(shù)邁向下一代的挑戰(zhàn)加劇，這可能導致臺積電的霸主地位出現(xiàn)問題。

臺積電告訴《金融時報》稱，其N2技術(shù)開發(fā)“進展順利，計劃在2025年投產(chǎn)，到時將是行業(yè)內(nèi)在密度和能效方面最先進的半導體技術(shù)”。

但Isaiah Research副總裁Lucy Chen指出，進入下一個節(jié)點的成本正在上升，而性能的改善已經(jīng)停滯?！埃ㄟw移到下一代）對客戶來說不再那么有吸引力了，”Chen說。

專家強調(diào)，量產(chǎn)仍然需要兩年時間，而問題是芯片生產(chǎn)過程的自然部分。

根據(jù)咨詢公司TrendForce的數(shù)據(jù)，目前在全球先進晶圓市場中，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。

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

根據(jù)兩名知情人士透露，美國芯片設(shè)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(shù)旗艦移動芯片從三星的4納米工藝轉(zhuǎn)移到臺積電的相應(yīng)工藝之后的一次逆轉(zhuǎn)。

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

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

這家韓國公司堅稱，其3納米良率已經(jīng)提高。但根據(jù)兩名接近三星的人士透露，其最簡單的3納米芯片的良率僅為60%，遠低于客戶的期望，而在生產(chǎn)類似于蘋果的A17 Pro或英偉達的圖形處理單元等更復(fù)雜的芯片時可能進一步下降。

研究公司SemiAnalysis的首席分析師Dylan Patel表示：“三星試圖實現(xiàn)這些飛躍，但他們可以宣稱他們想要的一切，但他們?nèi)匀粵]有發(fā)布一款真正的3納米芯片。”

首爾相明大學系統(tǒng)半導體工程教授李鐘桓還補充說，三星還面臨著其智能手機和芯片設(shè)計部門與其晶圓生產(chǎn)部門產(chǎn)生競爭關(guān)系的問題，這兩者是其晶圓生產(chǎn)部門的邏輯芯片的潛在客戶。“三星的組織結(jié)構(gòu)讓許多潛在客戶對可能發(fā)生技術(shù)或設(shè)計泄漏感到擔憂，”李說。

與此同時，曾經(jīng)的市場領(lǐng)導者英特爾正在推動其下一代“18A”節(jié)點在技術(shù)會議上宣傳，并向芯片設(shè)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(zhí)行官魏哲家看起來并不擔心。他在10月份表示，根據(jù)臺積電內(nèi)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的潛在客戶中獲益，無論是出于商業(yè)原因還是出于對臺灣可能存在的中國威脅的擔憂。今年7月，美國芯片制造商AMD首席執(zhí)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咨詢公司首席執(zhí)行官Leslie Wu表示，需要2納米級技術(shù)的主要客戶正尋求將其芯片生產(chǎn)分散到多個晶圓廠。他說：“單純依賴臺積電太冒險了。”

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。