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日前，臺積電在臺南科學園區舉辦 3nm 量產暨擴廠典禮，正式宣布啟動 3nm 大規模生產。雖然三星早在半年前就已經開啟了 N3（3nm）工藝芯片制造，但由于剛剛采用 GAA 的原因似乎生產良率有嚴重下滑。  

當然，三星也沒有坐以待斃，此前業界稱其已經聯合 IBM、Silicon Frontline Technology 等公司合作提高 3nm 成品率，希望為自家手機爭取到部分高通驍龍 8 Gen3 的訂單。今日據韓國經濟日報報道，三星一位高管在受訪時表示，相比于此前受困的良率問題，三星第一代的3nm制程良率“接近完美”，第二代3nm芯片技術也迅速展開。“我們現在正在馬不停蹄地開發第二代3nm芯片。”  

此前中國臺灣媒體報道稱，臺積電的3nm工藝實現了高達85%的生產良率，高于三星。韓媒稱，這一數字過于夸張，韓國行業消息人士認為實際可能在50%。他們表示，考慮到臺積電向蘋果大規模生產和交付業界最小的芯片的周期，其產量最多為50%。  

據悉，在三星與臺積電都進入3nm制程的時代之后，未來3nm制程將會成為晶圓代工市場的主流。因此，預計到2025 年之際，3nm制程市場的產值將會高達255 億美元，超越當時5nm制程預估的193 億美元產值。根據市場調查機構TrendForce 的數據顯示，2022 年第三季度，在全球晶圓代工市場中，臺積電仍以53.4%市場份額穩居第一，排名第二的三星市場份額僅16.4%。所以，在市場激烈競爭下，也使得3nm制程將成為未來兩家公司主要競爭的關鍵。  

臺積電和三星在先進制程競爭激烈，除先進制程技術以外，兩家公司也都在積極布局下游先進封裝領域。包括3DFabric平臺、I-Cube與X-Cube系列，希望結合先進制程，加上獨門的先進封裝技術，以完整的解決方案，爭取客戶青睞。不過，三星與臺積電兩家廠商也有三大差異，決定兩者的發展方向必然不同。   

三星與臺積電的差異

三星與臺積電的最大差異當屬商業模式，三星和英特爾同樣有整合元件（IDM）業務領域，但臺積電一開始就鼓勵IC設計廠商“fabless”，以自身專注晶圓制造為客戶服務。臺積電不與客戶競爭，加上先進技術、強大制造、堅強的客戶伙伴關系等三位一體競爭優勢，近十年培養出規模經濟，彼此間有加乘效益。不過，三星因有強大系統整合與終端產品經驗等，對部分尋找出海口的芯片廠來說具有更大話語權，比如和芯片客戶談代工也談訂單，在三星晶圓代工廠投片，將有望在三星旗下品牌導入采用。三星是全球前二大智能手機品牌，年出貨量約2.4億支，調整自制與采購芯片自然產生彼此平衡力道。例如三星往IDM模式發展，對其他直接競爭的手機品牌的投片生產當然較難爭取，但若非直接競爭者的芯片或GPU廠商，相對無利害關系，找三星代工就是一個參考選項。  

第二大差異是量產規模決定了代工地位，因三星晶圓代工的先進制程產能僅約臺積電四分之一，其中產能有五成以上自用，僅約四成釋出接單，總產能仍少于臺積電，不少投片生產的客戶多將三星代工當成第二供應商的考量。雙方PK最厲害的應該是先進制程的量產規模，代表了最直接的競爭力。雖然三星常把超越臺積電掛在嘴邊，但知名研究機構The Information Network預測，臺積電和三星在7nm乃至更先進的制程上，實際量產產能規模差距近三年仍相當明顯。以7nm來看，2019年時臺積電7nm產能約每月10.5萬片，對應三星制程的相關產能則僅約2萬片，2020年二者之間產能差距推估約14萬片與2.5萬片，臺積高出三星4.6倍。同樣的情況也在5nm制程上發生，機構數據顯示，推估臺積電5nm月產能將在2022年內達到月產12萬片，三星也積極在韓國本地擴充，估計月產能有機會達到3.5萬片，臺積電仍超過2.42倍。  

第三大差異，市場估計將落在3nm制程技術上。三星在3nm先進制程的實際量產時間為2022年上半年，率先量產第一代3nm，采用環繞閘極技術（Gate-All-Around；GAA）精進制程，提高量產良率。臺積電則是在2022年下半年量產3nm，仍采用鰭式場效電晶體（FinFET）技術。三星同時開發3nm乃至2nm所需的第二代技術多橋通道場效應電晶體（Multi-Bridge-Channel FET；MBCFET），希望在第一代3nm量產后一年導入生產。三星指出，新技術能使芯片效能較7nm制程提高35%、面積減少45%，功耗降低五成。但并未講明實際量產情況，尚須持續追蹤。臺積電仍使用FinFET架構提供客戶3nm制程產能，并在法說會上強調，將提供客戶最成熟的技術、最好的效能及最佳的成本，對照5nm及7nm的開發與導入時間，臺積電選擇多種的成本組合讓客戶選擇，讓高效能運算及智能手機應用上都有較多客戶使用3nm。  

然而，隨著3nm的代工價格持續攀升也讓不少客戶望而卻步。從成本核算的角度來看，第三方分析機構IBS曾算過一筆賬，晶圓廠在3nm制程的工藝研發投入達到40億美元-50億美元，建一座3nm制程、每月生產4萬片的生產線，成本約為150億美元-200億美元，這還只是晶圓廠的投入。先進制程芯片的開發費用同樣不遑多讓，其研發費用主要包括芯片設計、IP、EDA、設備等，根據第三方半導體研究機構Semi engineering計算，28nm制程的開發費用大約為5130萬美元，到16nm制程需要投入1億美元，到5nm制程節點，這個費用達到5.42億美元。可見先進制程芯片的制造成本一路飆高。

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