三星从3nm转向量产第三代4nm芯片，或务实提升芯片良率
2023-03-14 12:13:59
小夏
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目前，三星和台积电在尖端芯片技术方面可以称得上是“第一阵营”。 不过，在先进芯片技术的良率方面，三星与台积电仍有一定差距。 以3nm芯片为例，虽然三星采用了GAA工艺，但良品率仍不如台积电。
为此，三星似乎将重点放在提高芯片良率上。 3月12日，三星电子发布了《三星电子经营报告》。 报道称，三星将于今年上半年开始量产基于4nm工艺的2.3代芯片。 这是三星电子首次提及4nm后续版本的具体量产时间。 或许，这也意味着三星正在从激进的先进芯片制程战略转向务实的提高良率的战略。
三星急于“量产”3nm芯片
2022年6月，三星“蜂鸣器”兑现了3nm量产时间的承诺，即量产基于GAA晶体管（Gate-All-Around FET，全环绕栅）结构的3nm芯片。 尽管三星声称第一代3nm GAA工艺节点相比使用FinFET的原始5nm工艺在功耗、性能和面积（PPA）方面有不同程度的提升，但其良品率非常低。
事实上，据ctee报道，与之前的4/5nm工艺一样，三星在3nm GAA工艺的量产中也遇到了挫折，良品率只有20%。 为了克服生产过程中遇到的诸多障碍，三星还选择与美国Silicon Frontline Technology合作，协助其提升3nm GAA工艺的良品率。 尽管三星此后声称通过整合合作伙伴使用的技术取得了积极成果，但实际良品率仍不得而知，也没有明显的市场表现。
事实上，三星电子先进制程的良品率非常低。 从5nm制程开始就存在良率问题，4nm和3nm制程上情况更糟。 2022年2月，由于三星4nm工艺良率低，高通不得不将骁龙8 Gen 1 Plus交由台积电代工，下一代处理器也可能交由台积电3nm工艺代工。
除了3nm芯片代工成本高，以往相对较高的良品率也将继续阻碍三星拿到订单。 相比之下，台积电已经接到了苹果的3nm代工订单。 因此，全力提升先进芯片工艺的良品率，是三星的当务之急。
还是务实的提高芯片良品率
除了3nm芯片，三星的4nm也有望弱于台积电的4nm。 韩国媒体 The Elec 报道称，三星的 Exynos 处理器目前采用 4 纳米和 5 纳米工艺生产。 不过，由于三星4nm芯片良品率极低，且存在过热问题，三星下一代Exynos芯片“Exynos 2300”有望改用5nm。
同时，高通的处理器骁龙8 Gen 2，委托台积电代工，采用4nm工艺，综合性能将优于5nm Exynos 2300。有鉴于此，三星2023年的新旗舰S23将主要搭载 高通骁龙 8 Gen 2 处理器和 Exynos 芯片将用于中端机型。 这对于三星自己的芯片代工来说，也是弄巧成拙。
此前有消息透露，三星认为4nm是3nm和5nm之间的过渡工艺，投入的资源很少。 不过，三星似乎正在改变以往的做法。
业内人士估计，三星电子目前的4nm制程良率可达60%，而台积电同类型的良率可达70-80%。 专家认为，三星电子的良品率正在快速提升，后续产品的量产也在加速进行。 随着三星电子在提升性能的前提下不断突破先进技术，保证产能，有望在5nm以上制程量产方面进一步与台积电展开竞争。
据悉，与早期版本的4nm芯片SF4E相比，二代和三代产品表现出了更好的性能，同时也带来了更低的功耗和更小的面积。
当然，三星承诺改进4nm芯片也有提高市场份额的考虑。 根据市场研究公司Counterpoint Research的数据，截至2022年第三季度，4nm和5nm工艺占销售额的比例最高，达到22%，超过6nm和7nm工艺的16%以及16、14和12纳米工艺的11% . 因此，三星优先采用4nm芯片也有好处。
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