1.4nm芯片量产，三星的拔 “尖 ”之举！

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风物长宜放眼量，三星的五年计划

   三星制造论坛线下  图源：必应

业内人士一看就知道，这是拔尖之举啊，既是芯片技术之尖，也是市场占有率之尖。无疑是冲着对手台积电亮剑。中外媒体们也乐见“两大巨头”你争我夺，在新闻报道中不乏“台积电时代落幕”“超车”“摊牌”这样的字眼。

不知是否有意为之，还是踩对了全球芯片产业的周期步伐，三星此番发布，恰恰是一个五年计划，这倒是让中国大陆的从业者和读者们颇有熟悉之感。但是仔细察看三星此次技术与产量谨严齐鸣、雄心与步骤蔚然可观的路线图面世，可谓是有理有据，国际大厂的务实风范又见一斑。

近年来，关于统治半导体行业硅芯片的“物理工艺极限已到”，风靡全球芯片界的“摩尔定律已死”的言论不绝于耳，那么看到三星“1.4nm工艺技术和量产双峰贯耳”的路线图中，有理有据，又让人眼前一亮了。

   三星电子总裁Siyoung Choi博士主题演讲  图源：必应

以技术优势奠定行业龙头地位

10月4日，随着线下论坛上的火爆发布，三星官网上也发布了全篇“路线图”，仔细分析下来，笔者发现，实际上 “2027年1.4nm量产，产能扩产到三倍以上 ”总目标，三星的领军者和智囊团作了比较详细的目标分解的：

➢目标分解一：2023年实现第二代3nm、3GAP技术升级。四个月之前的2022年6月，三星率先宣布3nm工艺量产，这实际上是第一代3nm，又名3GAE（Gate-All-Around Early）。据三星自述，与5nm工艺相比，其3nm工艺的功耗降低了45%，性能提高了23%，表面积减少了16%。三星的3nm工艺节点是建立在其独有的栅极全能（GAA）晶体管架构，称为多桥通道FET（MBCFET），请注意，这是三星独有的看家技术，将支持三星的技术从3nm、到2nm，一直演进到1.4nm。

➢目标分解二：2024年大规模生产第二代3nm芯片。目前正在美国德克萨斯州泰勒市建造的新工厂将于2024年开始运营，从而为第二代3nm芯片先进技术提供用武之地。另外，还包括实现微凸点互连X-Cube 3D封装量产，以及针对汽车客户的14nm的eNVM（Embedded Nonvolatile Memory）解决方案上市，并增加8nm的eNVM技术研发。

➢目标分解三：2025年实现2nm工艺量产，这是五年计划中的重要节点，最重要的分解目标，将为两年后的1.4nm产品奠定重要基础。顺带着的是，2026年X-Cube无凹凸版本上市。

通过分析，笔者看到，三星的五年计划总目标，层层分解，招招领先，“技术+量产”双轮驱动，步步为赢。在三星的路线图中，没有任何捷径。

至于三星的做法、步骤，在其五年计划新闻稿中，三星写道：其代工铸造业务为满足客户需求而采取的步骤，包括铸造工艺技术创新、针对每个特定应用的工艺技术优化、稳定的生产能力和为客户提供的定制服务。

简明分析一下，基本上是四个方面、 “技术领先、稳定生产、定制服务”三个要点。简要分述如下：

铸造工艺技术创新方面，首推GAA技术加强，上文提到，这是三星的看家技术，是1.4nm工艺的技术支撑。其它再比如正在加速为代工客户开发的2.5D/3D异构集成封装技术。

另外再比如，通过与生态系统合作伙伴创建新的铸造技术和战略，包括电子设计自动化（EDA）、IP、外包半导体组装和测试（OSAT）、设计解决方案合作伙伴（DSP）和云等领域，支持从IC集成设计到2.5D/3D软件包的解决方案，三星加强了客户定制服务，提高性能、快速交付和价格竞争力，识别新的无晶圆厂客户，同时积极吸引新客户和初创企业。

➢针对每个特定应用的工艺技术优化方面，比如加强基于GAA的3nm工艺对高性能计算（HPC）和移动设备的支持，针对GAA和2.5D/3DIC的设计技术协同优化，以及针对通信客户的5nm射频的研发技术。

➢稳定的生产能力方面：10月4日，三星代工业务负责人崔思永（Si-young Choi ）博士在发布会上郑重表示，三星将为客户提供定制服务和稳定生产，众所周知，自2021年年中以来全球芯片供应短缺之际，这是汽车公司等oem厂商客户的担忧。

➢为客户提供定制服务方面：在三星看来，稳定生产和客户定制是紧密相联的。技术上比如加强HPC和汽车应用的4nm多样化定制工艺。在产能稳定支持上，三星创新实施“Shell-First”运营战略，这是本次发布会的亮点之一。“Shell-First”，三星定为及时响应客户需求的产能投资战略。

目前在全球芯片代工行业，都是代工厂先接到客户的订单后才开始建设生产线生产，因此，芯片代工又名“合同芯片制造”（contract chipmaking），一个最大的缺陷就是周期长，不够灵活，客户的需求不能得到及时满足。

三星创新实施的“Shell-First”，就是一反常态，先建好生产线再接客户订单。“Shell-First”具体内容是：三星生产线首先建造洁净室（clean rooms）。有了洁净室，工厂设备可以稍后安装，并根据需要灵活设置。

通过“Shell-First”投资策略，三星将能够更好地及时响应客户的需求。“Shell-First”的全新生产线目前正在德克萨斯州的泰勒市新工厂建设中，总投资170亿美元，预计2024年落成投产，按照计划，新生产线将把三星的产能扩大至三倍以上。

   市场上的主流洁净室 图源：必应

芯片江湖，三星与台积电双雄争霸

半导体行业的周期性是比较突出的，研发周期和对需求预测之间的博弈可以用大风大浪来形容，类似三星、台积电和英特尔这样的国际大厂，就好比是大海中的航母，类似价格波动这样的小风小浪根本不在它的视野之内。

正如上文而言，它关注的是技术与大客户需求，并且是至少三五年之后的技术与大客户需求。比如三星看到了：HPC、人工智能（AI）、5/6G连接和汽车应用领域市场需求显著增长，预计到2027年，HPC、汽车和5G所占比例将超过50%，而后者正是高性能、低功耗的先进半导体尖端技术需求。

因此，三星官宣在大洋彼岸的美国发布之后，消息传到韩国首尔股市，10月4日三星股价上涨了 4.1%。看长期的资本市场给予了正面回应。三星代工厂被认为是仅次于台积电的全球第二大代工厂。

据集邦咨询 TrendForce数据，三星的全球市场份额为17.3%，仅次于台积电52.9% 的市场份额。三星希望缩小与台积电之间的差距。

   台积电公司  图源：必应

从公开信息看，台积电从2022年9月份开始使用N3工艺批量生产3nm硅芯片，早先也发布了2025年将开始生产2nm芯片和1.4nm研发的消息。但是到目前，公开信息中尚未见到1.4nm芯片量产的消息。

也许，台积电正在默默磨刀吧。

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