臺積電7nm先發(fā)優(yōu)勢明顯，三星還有機(jī)會嗎？

作為新一代處理器的首選代工廠，臺積電看起來已經(jīng)擁有相當(dāng)濃厚的實(shí)力，其中最新的7nm工藝更是獲得了許多芯片公司的青睞，基本上晶圓代工均是由臺積電來進(jìn)行，包括華為麒麟980處理器，蘋果A12處理器，高通驍龍855處理器。

除了手機(jī)處理器之外，如今大面積晶圓例如Nvidia的GPU以及AMD的7nm CPU也確定了由臺積電進(jìn)行代工，而三星以及Intel則各自代工自家的處理器，看起來臺積電在本次的制程代工的爭斗中大獲全勝，那么對于臺積電來說，為什么在14nm/16nm時(shí)代和三星打得難解難分，而在7nm時(shí)代優(yōu)勢如此明顯呢?

1、制程更先進(jìn)，要求更嚴(yán)苛

在之前IT之家撰寫的科普文章例如《從7nm看芯片行業(yè)的貧富差距》中，IT之家已經(jīng)說過了，隨著制程的更新?lián)Q代，玩得起新制程的廠商都是不差錢的主兒，隨著制程進(jìn)入個(gè)位數(shù)，需要考慮的因素也越來越多，無論是光刻機(jī)還是浸潤工藝，成本和難度都是成倍地提升，更不用說在低制程情況下量子物理中的量子隧穿效應(yīng)開始顯現(xiàn)，而克服這些困難又要大量的人力和資金的投入。

例如想要制造最新的7nm工藝的晶圓，就必須要用ASML最新的光刻機(jī)，而ASML最新的光刻機(jī)之一的NXT2000i光刻機(jī)單臺售價(jià)達(dá)到了上億美元，同時(shí)排隊(duì)的廠商也是絡(luò)繹不絕。顯然大量購置這樣的光刻機(jī)需要巨額的成本，根據(jù)三星的統(tǒng)計(jì)，90nm制程節(jié)點(diǎn)的研發(fā)費(fèi)用為2.8億美元，而20nm的研發(fā)費(fèi)用則飆升到了14億美元，而這僅僅是研發(fā)費(fèi)用并不包括廠房的建設(shè)費(fèi)用以及生產(chǎn)線的費(fèi)用。這些巨額的花費(fèi)對于大廠商來說或許沒有什么太大的阻礙，但是對于小廠商來說似乎就要拿出全部家當(dāng)去賭這么一次工藝。

顯然巨大的風(fēng)險(xiǎn)讓小廠們紛紛退出了先進(jìn)制程工藝的爭奪中，整個(gè)代工行業(yè)也僅剩下臺積電、三星、英特爾等為數(shù)不錯(cuò)的廠商這幾個(gè)玩家在，少了爭奪者，而代工的總量卻依然旺盛，自然作為代工行業(yè)的王者之一的臺積電能夠切取更多的蛋糕。

2、芯片廠商根據(jù)現(xiàn)實(shí)選廠商

當(dāng)然除了臺積電之外，三星也是一個(gè)實(shí)力強(qiáng)勁的對手，尤其是三星擁有的全產(chǎn)業(yè)鏈，不但可以提供代工服務(wù)，也可以消化自己處理器的訂單，不過這一次在7nm的戰(zhàn)役中，為什么三星沒有什么大的動作呢?

對于目前的三星來說，龐大的7nm工藝制程蛋糕十分地誘人，自然三星也不想放棄這塊蛋糕，而現(xiàn)在幾乎所有的7nm產(chǎn)能都被臺積電所占據(jù)，難道三星就沒有什么動作嗎?

對于廠商來說，選擇哪一家代工廠自然是需要深思熟慮的，不但需要考慮成本，也需要考慮代工能力以及產(chǎn)量。自然臺積電的代工能力更加獲得這些處理器客戶的青睞。至少你得先能夠量產(chǎn)7nm處理器的能力，尤其是晶圓的流片以及量產(chǎn)都需要一個(gè)過程，雖然芯片的具體發(fā)布時(shí)間在2018年中旬，實(shí)際流片的時(shí)間早已經(jīng)在年初就開始，顯然對于這些處理器客戶來說，當(dāng)時(shí)的選擇或許只有臺積電。

三星在16/14nm時(shí)代也獲得了大量的手機(jī)訂單，包括著名的蘋果A9處理器采用的是三星代工的14nm以及臺積電代工的16nm工藝，同時(shí)英偉達(dá)的10系新卡也使用了14nm和16nm工藝，至于它們的實(shí)際表現(xiàn)，相信大家也從更多的測試中看到了兩個(gè)不同版本的芯片之間的差異。我們況且知道它們的差距，而廠商顯然對此事更加敏感，而在隨后的芯片選擇中，擁有更加出色工藝的臺積電自然成為這些廠商的首選代工品牌。

3、臺積電的7nm先發(fā)優(yōu)勢

臺積電和三星之間究竟有怎樣的差距呢?我們還是要從上一代的16nm/14nm說起。網(wǎng)上資料顯示，臺積電16nm制程的芯片，每平方毫米約有2900萬個(gè)晶體管，三星14nm的芯片每平方毫米有3050萬個(gè)晶體管，柵極長度方面，臺積電的是33nm，三星的是30nm。

而在10nm的環(huán)節(jié)，臺積電的晶體管密度為每平方毫米4810萬個(gè)，三星的是每平方毫米5160萬個(gè)。從晶體管的密度上，臺積電的密度與三星之間不相高下，因此臺積電與三星在16-10nm的年代平分秋色，各擁有自己的晶圓訂單。

而在7nm時(shí)代，由于臺積電已經(jīng)開始7nm制程的量產(chǎn)，打了一個(gè)時(shí)間差，同時(shí)即使沒有使用EUV技術(shù)，也是現(xiàn)在最為出色的代工優(yōu)勢，因此臺積電在7nm的初期獲得了大量的訂單。

4、IDM與Foundry之間的區(qū)別

如果說上述這些只是工藝的區(qū)別之外，三星半導(dǎo)體與臺積電的組成形式的區(qū)別是晶圓代工市場份額大幅區(qū)別的根本原因。

眾所周知，作為半導(dǎo)體行業(yè)的領(lǐng)先者，三星半導(dǎo)體屬于目前為數(shù)不多的IDM廠商，也就是而臺積電屬于Foundry，IDM也就是從IC設(shè)計(jì)、IC制造、封裝測試等各環(huán)節(jié)，乃至最后的終端應(yīng)用均由自己所掌控，相當(dāng)于垂直產(chǎn)業(yè)鏈，而Foundry就好理解了，主要便是為芯片設(shè)計(jì)廠商提供晶圓代工的服務(wù)。

三星作為IDM的佼佼者，擁有極其強(qiáng)大的資源整合能力，另外龐大的手機(jī)以及其他的終端需求也讓自家的晶圓代工根本不愁訂單，旱澇保收，這也是三星與其他廠商之間最大的優(yōu)勢。但是作為一家成功的IDM，三星為此付出的代價(jià)也是相當(dāng)巨大的。

三星每年在半導(dǎo)體的投資額度相當(dāng)?shù)伢@人，然而和臺積電等不同的是，這些半導(dǎo)體投資額需要分化到不同的部門之中，即使是晶圓代工，三星也要將資金投入到DRAM、NAND閃存的生產(chǎn)之中，分發(fā)到為ARM以及GPU這樣的復(fù)雜芯片的晶圓代工的資金額就沒有想象當(dāng)中的多，實(shí)際上和臺積電的Foundry進(jìn)行競爭的三星晶圓代工業(yè)務(wù)僅僅是三星整個(gè)產(chǎn)業(yè)中很小的一部分。

而臺積電盡管投入的資金不如三星，但是由于臺積電僅僅以晶圓代工為核心業(yè)務(wù)，因此可以將所有的資金都投入到晶圓代工的改進(jìn)中，對于工藝的改進(jìn)和改良速度要比三星提升地多，因此我們得以看到每次臺積電總是能夠率先使用最先進(jìn)的制程工藝。

而另外一個(gè)重要的原因就是三星作為一家IDM公司，自上而下的競爭對手實(shí)在是太多，可以說包括蘋果、高通等晶圓設(shè)計(jì)公司即是三星的客戶，同時(shí)也是三星的對手，他們之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，而三星在代工晶圓的同時(shí)也和這些廠商之間互打?qū)＠麘?zhàn)，這種奇怪的組合不得不讓三星和代工合作伙伴中相互之間存在隔閡，而專注于Foundry的臺積電和伙伴的關(guān)系就單純地多，這些廠商也自然更加愿意讓臺積電進(jìn)行代工。這也是三星作為IDM不得不面對的尷尬境地。

5、三星需要高人進(jìn)行指點(diǎn)

雖然三星在代工行業(yè)同樣擁有相當(dāng)強(qiáng)大的實(shí)力，不過三星半導(dǎo)體的不光彩的歷史可不少，其中最著名的就是梁孟松事件。盡管臺積電之前限制了梁孟松跳槽到競爭對手的公司，但是三星卻聘請了梁孟松來到自己投資下的大學(xué)教書，自然作為FinFET的發(fā)明者，這種業(yè)界大牛的指點(diǎn)就可以讓三星的半導(dǎo)體工藝前進(jìn)一大步，而三星也正是借此機(jī)會取得了制程上的進(jìn)步，在代工能力上和臺積電平起平坐。

而現(xiàn)在三星同樣需要一個(gè)高人進(jìn)行指點(diǎn)，讓7nm制程工藝的順利量產(chǎn)，同時(shí)產(chǎn)能以及性能也要和臺積電相抗衡，而沒有相關(guān)的大牛進(jìn)行指點(diǎn)，那么雖然三星自己也可以完成對于7nm制程工藝的研發(fā)，但是所消耗的時(shí)間就長得多，這一次沒能獲得絕大部分廠商的7nm訂單就是一個(gè)最好的例子。

總結(jié)：7nm的時(shí)代還很長，鹿死誰手尚未知

目前看起來臺積電在7nm的制程工藝上獲得了壓倒性的勝利，幾乎所有的訂單都被臺積電獲得，然而這也并不代表包括三星等代工廠并沒有任何的機(jī)會。對于三星來說，IBM訂單的加入給了三星一定的信心，也說明了三星7nm工藝已經(jīng)獲得了大客戶的認(rèn)可。

同時(shí)在個(gè)位數(shù)的工藝制程下，采用更為先進(jìn)的工藝制程所需要的成本也更加高昂，因此制程的更新?lián)Q代在7nm時(shí)代或許會減緩，因此我們很有可能看到多代的處理器使用著7nm以及基于7nm制程改良的工藝，現(xiàn)在只是7nm時(shí)代的初期，未來究竟是屬于臺積電還是三星，亦或是其他的代工，還需要市場的檢驗(yàn)。不過從目前的情況來看，臺積電獲得7nm制程爭奪最后勝利的可能性更大。