日前三星已官宣，3nm制程工藝正式量產(chǎn)，且首次用上了全環(huán)繞柵極晶體管技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)“GAA”）。三星宣稱(chēng)，與5nm工藝相比，第一代3nm性能提升23％，功耗下降45％，同樣晶體管密度的前提下，面積減少16％。第二代3nm工藝性能提升30％，功耗下降50％，且同樣晶體管密度 的前提下，面積減少35％。
圖源：pixabay
對(duì)于全球首個(gè)量產(chǎn)的3nm工藝，韓國(guó)媒體一致表示看好，中國(guó)臺(tái)灣方面專(zhuān)家卻持不同態(tài)度。臺(tái)灣工研院產(chǎn)科國(guó)際研究所總監(jiān)楊瑞臨表示，GAA工藝根本沒(méi)有成熟，相關(guān)的測(cè)量、蝕刻、材料、化學(xué)品等方面，都存在問(wèn)題，三星完全是趕鴨子上架。
考慮到臺(tái)灣晶元代工廠臺(tái)積電與三星是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，臺(tái)灣專(zhuān)家的言論未必沒(méi)有主觀情緒在。那么三星3nm工藝究竟如何，表現(xiàn)會(huì)比5nm工藝強(qiáng)多少呢？
制程工藝之爭(zhēng)，已到白熱化階段
最初制程工藝的競(jìng)爭(zhēng)主要在手機(jī)領(lǐng)域，2016年臺(tái)積電與三星10nm工藝正式投產(chǎn)，距今不過(guò)6年時(shí)間，3nm工藝竟然進(jìn)入了量產(chǎn)階段，平均每年制程工藝都要升級(jí)1nm左右。
很快，制程工藝從手機(jī)領(lǐng)域卷到了PC領(lǐng)域，蘋(píng)果M系列自研處理器直接用上了當(dāng)時(shí)臺(tái)積電最先進(jìn)的5nm工藝。AMD雖然有些落后，但銳龍CPU也用上了臺(tái)積電6nm工藝，這樣一來(lái)Intel就難受了，仍守著14nm工藝，10nm工藝剛剛投產(chǎn)。于是，Intel指責(zé)臺(tái)積電、三星玩文字游戲，并把自家的10nm工藝強(qiáng)行命名為“Intel 7”。
誠(chéng)然，從晶體管密度方面來(lái)看，Intel 10nm制程工藝與臺(tái)積電、三星的7nm工藝差不多。只是Intel的行為可以明顯看出晶圓代工方面競(jìng)爭(zhēng)過(guò)于激烈，導(dǎo)致廠商都出現(xiàn)了焦慮感。三星與臺(tái)積電是全球最大的兩家晶圓代工廠，明爭(zhēng)暗斗自然更加激烈。
制程工藝越來(lái)越小，想要進(jìn)步就越難越難。我們?cè)酒谕衲昵锛九_(tái)積電3nm工藝可以投產(chǎn)，由蘋(píng)果A16仿生處理器首發(fā)，結(jié)果卻讓我們很失望，A16用的是臺(tái)積電4nm，臺(tái)積電的3nm制程工藝，明年才能正式投產(chǎn)。
更令人失望的地方在于，臺(tái)積電第一代3nm工藝用的仍是鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)“FinFET”）。按照這個(gè)速度，臺(tái)積電第二代3nm工藝大概會(huì)在2024年投產(chǎn)，2nm工藝2025年投產(chǎn)，就算進(jìn)展順利，1nm工藝可能要在2026年或2027年才能投產(chǎn)了。
可三星不會(huì)給臺(tái)積電反擊的時(shí)間，采用GAA晶體管技術(shù)的3nm工藝已投產(chǎn)，如果進(jìn)展順利，1nm工藝會(huì)在2025年或2026年投產(chǎn)。目前，三星是唯一3nm工藝投產(chǎn)的晶圓代工廠，也是唯一使用GAA晶體管技術(shù)的廠商。可芯片工藝如何，不能只看一個(gè)數(shù)字，Intel的10nm工藝晶體管密度可達(dá)1．088億個(gè)／平方毫米，是三星10nm工藝的兩倍，持平三星7nm工藝。
一年投入22萬(wàn)億韓元（約合人民幣1444億元）的三星，費(fèi)時(shí)費(fèi)力研發(fā)出的3nm工藝，表現(xiàn)究竟會(huì)怎樣呢？
這一次，三星會(huì)讓我們失望嗎？
楊瑞臨不看好三星，一方面是因?yàn)檎J(rèn)為三星操之過(guò)急，另一方面則是因?yàn)槿?nm、4nm工藝表現(xiàn)不算太好。近兩年的高通旗艦芯驍龍888和驍龍8 Gen 1用的就是三星工藝，但表現(xiàn)并不算出色，甚至讓驍龍865／驍龍870被封為一代神U。
今年5月，高通發(fā)布了驍龍8＋ Gen 1，改用臺(tái)積電4nm制程工藝。從極客灣發(fā)布的工程機(jī)評(píng)測(cè)來(lái)看，功耗和發(fā)熱表現(xiàn)非常出色，能耗比僅次于蘋(píng)果A系列仿生處理器，Android處理器中唯有天璣8100能夠與之抗衡。這還是在工程機(jī)上，如果經(jīng)過(guò)廠商的優(yōu)化，再加上旗艦級(jí)散熱，表現(xiàn)可能會(huì)更出色。
對(duì)于三星來(lái)說(shuō)，這并不是一個(gè)好消息，高通改用臺(tái)積電4nm后，SoC表現(xiàn)立刻就好了一大截，而且三星還失去了高通這個(gè)大客戶(hù)。在手機(jī)CPU行業(yè)，高通、蘋(píng)果、聯(lián)發(fā)科是出貨量最大的三家，之前蘋(píng)果和聯(lián)發(fā)科都是臺(tái)積電的客戶(hù)，如今高通也倒向了臺(tái)積電，三星的大客戶(hù)嚴(yán)重流失。
然而三星的3nm工藝表現(xiàn)究竟如何，沒(méi)人能妄下斷論。之前的制程工藝表現(xiàn)不好，不代表3nm工藝表現(xiàn)也不好，尤其是GAA晶體管技術(shù)的應(yīng)用，很可能讓三星制程工藝發(fā)生翻天覆地的變化。不過(guò)楊瑞臨所說(shuō)的，新技術(shù)不夠成熟，情況也確實(shí)存在，否則長(zhǎng)期處于領(lǐng)先地位的臺(tái)積電，也不會(huì)第一代3nm工藝仍堅(jiān)持FinFET晶體管技術(shù)。
目前還沒(méi)有基于三星3nm工藝的芯片發(fā)布，我們也無(wú)從得知這款芯片的具體表現(xiàn)。與其討論三星3nm工藝如何，倒不如想想哪家廠商會(huì)選擇三星3nm工藝，這才是三星面臨的最嚴(yán)峻的問(wèn)題。
三星3nm，客戶(hù)究竟是誰(shuí)？
三星現(xiàn)在最頭疼的問(wèn)題，應(yīng)該就是3nm工藝的產(chǎn)能，究竟要給誰(shuí)用了。對(duì)于制程工藝需求比較高的，一般都是手機(jī)SoC，因?yàn)槭謾C(jī)需要握在手里，大多時(shí)間不會(huì)插電使用，所以對(duì)芯片功耗和發(fā)熱的要求比較高。
可是現(xiàn)在蘋(píng)果、聯(lián)發(fā)科、三星都倒向了臺(tái)積電，韓國(guó)數(shù)碼博主＠GaryeonHan又爆料稱(chēng)，三星要放棄自研Exynos芯片。這么一來(lái)，三星似乎只有一個(gè)選擇了——紫光展銳。紫光展銳不是沒(méi)推出過(guò)旗艦芯，只是因?yàn)槠放浦炔粔颍M(fèi)者和廠商對(duì)其沒(méi)有充分信任，所以網(wǎng)友們對(duì)紫光展銳的虎賁系列處理器不夠了解。
現(xiàn)在紫光展銳就可以用三星獨(dú)家3nm工藝做噱頭，狠狠營(yíng)銷(xiāo)一波，再與手機(jī)廠商合作，讓他們推出一些試水的虎賁旗艦，或許能夠吸引一些熱度和想要嘗鮮的消費(fèi)者。
其次，AMD和NVIDIA也是三星的潛在客戶(hù)。先說(shuō)AMD，這些年一直在用臺(tái)積電工藝，但是臺(tái)積電的先進(jìn)工藝價(jià)格通常比較昂貴，且產(chǎn)能有限，根本沒(méi)有AMD的份。因此，AMD所用的工藝，基本都比蘋(píng)果、聯(lián)發(fā)科落后一代。三星可以用產(chǎn)能和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，吸引AMD。
NVIDIA的RTX 30系列顯卡，用的就是三星8nm工藝。有傳言稱(chēng)，RTX 40系列顯卡會(huì)用臺(tái)積電5nm工藝，但未能確定。三星可以趁著與NVIDIA仍有合作，近水樓臺(tái)先得月，與其商談后續(xù)合作，只要三星3nm價(jià)格比臺(tái)積電便宜，不怕NVIDIA不繼續(xù)貪便宜。
PC不需要與用戶(hù)直接接觸，而且一般都是插電使用，對(duì)于制程工藝的要求其實(shí)沒(méi)有那么高，只是這幾年各行各業(yè)太卷了，用戶(hù)對(duì)于電腦CPU、顯卡的功耗和發(fā)熱量要求越來(lái)越高，所以Intel、NVIDIA、AMD才不得不卷起來(lái)。
失之東隅收之桑榆，失去了高通的三星，看似損失了一個(gè)大客戶(hù)，但誰(shuí)又能肯定，沒(méi)有其它企業(yè)與三星建立新合作呢？一切都要靠實(shí)力說(shuō)話，只要三星3nm工藝表現(xiàn)出色，還怕蘋(píng)果、高通不回到三星的懷抱嗎？
