来源:雷科技数码3C组

编辑:失魂引

 

日前三星已官宣,3nm制程工艺正式量产,且首次用上了全环绕栅极晶体管技术(简称“GAA”)。三星宣称,与5nm工艺相比,第一代3nm性能提升23%,功耗下降45%,同样晶体管密度的前提下,面积减少16%。第二代3nm工艺性能提升30%,功耗下降50%,且同样晶体管密度 的前提下,面积减少35%。

 

对于全球首个量产的3nm工艺,韩国媒体一致表示看好,中国台湾方面专家却持不同态度。台湾工研院产科国际研究所总监杨瑞临表示,GAA工艺根本没有成熟,相关的测量、蚀刻、材料、化学品等方面,都存在问题,三星完全是赶鸭子上架。

 

考虑到台湾晶元代工厂台积电与三星是竞争关系,台湾专家的言论未必没有主观情绪在。那么三星3nm工艺究竟如何,表现会比5nm工艺强多少呢?

 

制程工艺之争,已到白热化阶段

 

最初制程工艺的竞争主要在手机领域,2016年台积电与三星10nm工艺正式投产,距今不过6年时间,3nm工艺竟然进入了量产阶段,平均每年制程工艺都要升级1nm左右。

 

很快,制程工艺从手机领域卷到了PC领域,苹果M系列自研处理器直接用上了当时台积电最先进的5nm工艺。AMD虽然有些落后,但锐龙CPU也用上了台积电6nm工艺,这样一来Intel就难受了,仍守着14nm工艺,10nm工艺刚刚投产。于是,Intel指责台积电、三星玩文字游戏,并把自家的10nm工艺强行命名为“Intel 7”。

 

诚然,从晶体管密度方面来看,Intel 10nm制程工艺与台积电、三星的7nm工艺差不多。只是Intel的行为可以明显看出晶圆代工方面竞争过于激烈,导致厂商都出现了焦虑感。三星与台积电是全球最大的两家晶圆代工厂,明争暗斗自然更加激烈。

 

制程工艺越来越小,想要进步就越难越难。我们原本期望今年秋季台积电3nm工艺可以投产,由苹果A16仿生处理器首发,结果却让我们很失望,A16用的是台积电4nm,台积电的3nm制程工艺,明年才能正式投产。

 

更令人失望的地方在于,台积电第一代3nm工艺用的仍是鳍式场效应晶体管技术(简称“FinFET”)。按照这个速度,台积电第二代3nm工艺大概会在2024年投产,2nm工艺2025年投产,就算进展顺利,1nm工艺可能要在2026年或2027年才能投产了。

 

图源:台积电

 

可三星不会给台积电反击的时间,采用GAA晶体管技术的3nm工艺已投产,如果进展顺利,1nm工艺会在2025年或2026年投产。目前,三星是唯一3nm工艺投产的晶圆代工厂,也是唯一使用GAA晶体管技术的厂商。可芯片工艺如何,不能只看一个数字,Intel的10nm工艺晶体管密度可达1.088亿个/平方毫米,是三星10nm工艺的两倍,持平三星7nm工艺。

 

一年投入22万亿韩元(约合人民币1444亿元)的三星,费时费力研发出的3nm工艺,表现究竟会怎样呢?

 

 

 

这一次,三星会让我们失望吗?

 

杨瑞临不看好三星,一方面是因为认为三星操之过急,另一方面则是因为三星5nm、4nm工艺表现不算太好。近两年的高通旗舰芯骁龙888和骁龙8 Gen 1用的就是三星工艺,但表现并不算出色,甚至让骁龙865/骁龙870被封为一代神U。

 

今年5月,高通发布了骁龙8+ Gen 1,改用台积电4nm制程工艺。从极客湾发布的工程机评测来看,功耗和发热表现非常出色,能耗比仅次于苹果A系列仿生处理器,Android处理器中唯有天玑8100能够与之抗衡。这还是在工程机上,如果经过厂商的优化,再加上旗舰级散热,表现可能会更出色。

 

图源:极客湾

 

对于三星来说,这并不是一个好消息,高通改用台积电4nm后,SoC表现立刻就好了一大截,而且三星还失去了高通这个大客户。在手机CPU行业,高通、苹果、联发科是出货量最大的三家,之前苹果和联发科都是台积电的客户,如今高通也倒向了台积电,三星的大客户严重流失。

 

然而三星的3nm工艺表现究竟如何,没人能妄下断论。之前的制程工艺表现不好,不代表3nm工艺表现也不好,尤其是GAA晶体管技术的应用,很可能让三星制程工艺发生翻天覆地的变化。不过杨瑞临所说的,新技术不够成熟,情况也确实存在,否则长期处于领先地位的台积电,也不会第一代3nm工艺仍坚持FinFET晶体管技术。

 

目前还没有基于三星3nm工艺的芯片发布,我们也无从得知这款芯片的具体表现。与其讨论三星3nm工艺如何,倒不如想想哪家厂商会选择三星3nm工艺,这才是三星面临的最严峻的问题。

 

 

 

三星3nm,客户究竟是谁?

 

三星现在最头疼的问题,应该就是3nm工艺的产能,究竟要给谁用了。对于制程工艺需求比较高的,一般都是手机SoC,因为手机需要握在手里,大多时间不会插电使用,所以对芯片功耗和发热的要求比较高。

 

可是现在苹果、联发科、三星都倒向了台积电,韩国数码博主@GaryeonHan又爆料称,三星要放弃自研Exynos芯片。这么一来,三星似乎只有一个选择了——紫光展锐。紫光展锐不是没推出过旗舰芯,只是因为品牌知名度不够,消费者和厂商对其没有充分信任,所以网友们对紫光展锐的虎贲系列处理器不够了解。

 

图源:Twitter截图

 

现在紫光展锐就可以用三星独家3nm工艺做噱头,狠狠营销一波,再与手机厂商合作,让他们推出一些试水的虎贲旗舰,或许能够吸引一些热度和想要尝鲜的消费者。

 

 

其次,AMD和NVIDIA也是三星的潜在客户。先说AMD,这些年一直在用台积电工艺,但是台积电的先进工艺价格通常比较昂贵,且产能有限,根本没有AMD的份。因此,AMD所用的工艺,基本都比苹果、联发科落后一代。三星可以用产能和价格优势,吸引AMD。

 

NVIDIA的RTX 30系列显卡,用的就是三星8nm工艺。有传言称,RTX 40系列显卡会用台积电5nm工艺,但未能确定。三星可以趁着与NVIDIA仍有合作,近水楼台先得月,与其商谈后续合作,只要三星3nm价格比台积电便宜,不怕NVIDIA不继续贪便宜。

 

PC不需要与用户直接接触,而且一般都是插电使用,对于制程工艺的要求其实没有那么高,只是这几年各行各业太卷了,用户对于电脑CPU、显卡的功耗和发热量要求越来越高,所以Intel、NVIDIA、AMD才不得不卷起来。

 

失之东隅收之桑榆,失去了高通的三星,看似损失了一个大客户,但谁又能肯定,没有其它企业与三星建立新合作呢?一切都要靠实力说话,只要三星3nm工艺表现出色,还怕苹果、高通不回到三星的怀抱吗?