3nm工艺争霸战

晶圆代工3纳米制程量产后，大厂订单争霸战持续白热化，究竟目前宣布已量产或计画量产的三家大厂台积电、三星、英特尔各有何种技术进展与优势，牵动后续研发投资进展，本报记者统整各家厂商的官方说法，带读者一探究竟。

台积电3纳米采鳍式场效电晶体（Fin Field-Effect Transistor，FinFET）架构去年第4季底如期量产后，后续3纳米阵容将持续扩大。台积电3纳米家族包含N3、N3E、N3P与N3X等，并无外界原本预测的N3B。

台积电去年12月29日在南科举办3纳米量产暨扩厂典礼，董事长刘德音致词时提到，3纳米制程的良率已经和5纳米量产同期的良率相当，3纳米技术将被大量应用在推动未来的顶尖科技产品中，其中包括超级电脑、云端资料中心、高速的网际网路及行动装置等，包含未来的AR／VR。在5G及高速运算相关应用的大趋势驱动下，台积电3纳米制程市场需求非常强劲。

台积电虽未直接提供3纳米良率数据，仍是全球首家喊出3纳米量产初期良率已和5纳米同期相当，明显有别竞争对手闭口不谈良率。

台积电预定N3E作为3纳米家族的延伸，将为智慧手机和高速运算相关应用提供完整的支持平台。台积电指出，N3E技术预计2023年下半年量产。

尽管库存调整仍在持续，但公司观察到N3和N3E皆有许多客户参与，量产第一年和第二年的产品设计定案数量将是N5的两倍以上。

台积电3纳米2022年内率先在台湾南科量产，以南科晶圆十八厂作为3纳米主要生产基地，并无外传于竹科生产3纳米的状况，后续2纳米规划在竹科与中科先后量产，规划共计六期工程。另外，台积电全球研发中心将于2023年第2季在竹科开幕，将可进驻8,000位研发人员。

台积电3纳米在台湾量产成熟后，也将导入美国新厂。台积电指出，该公司除了在台湾持续扩建3纳米产能，在美国的第二期建厂亦同步展开，预计亚利桑那州晶圆厂2026年开始生产3纳米制程技术。

台积电预估，3纳米制程技术量产第一年带来的收入将优于5纳米在2020年量产时的收益，预计3纳米制程技术将在量产五年内释放全世界约1.5兆美元终端产品的价值。

三星于2022年在6月30日透过新闻稿宣布，采用环绕式闸极（GAA）架构的3纳米量产，该制程首次应用于高效能、低功耗的运算领域，并计画拓展至行动处理器。

三星规划，下世代3纳米3GAP预定2023年量产，更先进的2纳米制程2025年量产，2027年量产1.4纳米制程。

三星是在南韩华城厂区生产首代3纳米制程，后续并规划于平泽厂扩充该制程产能。三星预期，平泽P3新厂整合记忆体以及逻辑IC代工，并于去年5月设备进厂、去年7月到位，按照计画将先开出NAND芯片产能，后续才会开出3纳米晶圆代工产能。

三星扩充晶圆代工先进制程集中南韩本地，后续计画在3纳米量产成熟后导入美国德州厂。三星先前也在2022北美论坛上释出，最快2026年3纳米环绕闸极技术（GAA）制程将在美国生产，未来目标成为美国最先进晶圆厂，这也代表3纳米美国制造竞争趋于白热化。

招募资料显示，三星泰勒新厂是三星继奥斯汀之后，第二个位于美国的生产据点，预定投资170亿美元、2024年下半年投产。由于去年还没有泰勒晶圆代工的组织单位，因此新聘用的人力将先挂在三星奥斯汀公司法人下，基础设施建设和运营管理职位刚起步。

三星和台积电在晶圆代工领域的竞争主要在台湾、南韩两地。三星晶圆代工部门官方资讯显示，在美国仅有德州设有12吋厂生产65纳米乃至14纳米制程，若未来扩充顺利，将有美国第二个厂，在南韩本地扩充也相当积极。

三星已在2022年5月在南韩平泽启动建设5纳米极紫外光（EUV）工厂，先前华城厂区量产5纳米后又率先量产3纳米，合计南韩本地已有至少六大生产基地（包含一个封装测试厂、一个8吋厂与四个12吋厂）。

三星规划未来20年内投资1,921亿美元，在美国德州建造11个新工厂。11个工厂中有九个位于泰勒，其余两个位于奥斯汀市的庄园独立学区。三星去年12月已获得泰勒九个减税申请核准，并正在等待庄园剩余两个的批准。

英特尔提及Intel 4制程导入EUV技术，带来每瓦效能约提升20％，更先进的Intel 3制程将于今年下半推出，将应用于后续推出的Xeon处理器，在每瓦效能将改善18％。

英特尔近期甫推出第四代Intel Xeon可扩充处理器（代号为Sapphire Rapids），在单一封装结合最高四个采用Intel 7制程打造的芯片块，供应资料中心、AI运算等应用。

英特尔先前就已展现在制程技术方面的强烈企图心与进展计画，要在四年内大跨步发展五个制程节点，除了已经推出的Intel 7制程外，Intel 4制程产品规画于今年开始出货，Intel 3制程将于2023年下半年准备生产。后续Intel 20A制程（相当于2纳米）预计将于2024年上半准备量产，而Intel 18A制程原预计2025年初问世，但相关时程已提早到2024年下半可以量产。