三星電子從臺積電口中“奪食”,2nm賽道欲超車勝算幾何?

7月9日,三星電子在其官網確認,公司已經贏得日本人工智能企業Preferred Networks(PFN)訂單,將使用2納米代工工藝和先進的芯片封裝服務來爲該公司製造人工智能芯片。這是三星電子佈局先進製程代工以來公開的首份2nm芯片代工合作。

PFN自2016年起一直是臺積電的客戶,三星電子此次從臺積電口中"奪食"的行爲被業界視爲向臺積電發起挑戰的重要信號。不過值得注意的是,市場於7月10日傳出消息稱,臺積電預計將於下週開始試產2nm芯片,力爭正式量產前獲得穩定的良品率。

三星電子雖然暫時領先,但是臺積電也正加速追趕。面對強大競爭對手,三星電子在2nm製程領域勝算幾何?

GAA工藝相對領先

三星成功"奪食"PFN的關鍵是其相對領先的2nm GAA(Gate-All-Around)工藝。記者瞭解到,GAA是一種先進的晶體管制造技術,與傳統的FinFET工藝相比,GAA結構能更精確地控制電流,從而提高電源效率和設備性能。

從製程上看,GAA在3nm以下的先進製程上能夠發揮顯著的性能優勢,因此臺積電、三星、英特爾三家代工巨頭都已經將目光聚焦向GAA,只不過佈局進度各有不同。

三星電子是最早官宣要量產GAA的廠商。該公司在2022年宣佈要在3nm節點引入GAA結構,目標在2025年量產2nm的GAA器件,從目前公佈的與PFN的合作來看,當前的進度顯然要快於預期。

相比之下臺積電採取的是較爲穩健的技術路線,根據目前公佈的技術路線圖來看,臺積電在3nm製程方面將繼續使用FinFET工藝,公司預計將在2nm製程引入GAA工藝。根據產業鏈7月10日的消息,臺積電預計將於下週開始試產2nm芯片。可見從節奏上來看,GAA技術上的落後讓臺積電在2nm製程領域的推進略慢於三星電子。

英特爾方面則表示將在2024-2025年全面引入RibbonFET(GAAFET),不過2nm工藝可能要等到2025年。

客戶的態度很關鍵

國鳴投資董事長秦毅接受第一財經採訪時指出,從製程上來看,三星電子採用了2nm GAA工藝,從2.5G封裝技術上看,其採用了異構集成封裝,即將多個芯片集成到一個封裝中,提高了互聯速度並縮小了封裝尺寸,未來三星和臺積電將會在AI算力芯片中激烈競爭。

從技術路線上看,三星計劃明年開始將2納米工藝大批量用於移動應用,2026年擴展到高性能計算芯片,2027年進軍汽車芯片。而臺積電計劃在明年前量產2納米芯片,蘋果依舊是首個"嚐鮮"的客戶。業界曾猜測,由於三星比臺積電更早採用GAA技術,加之其在搶奪訂單方面的先人一步,可能會在2nm的競爭上佔據上風。

不過從目前三家代工巨頭在3nm製程的競爭格局來看,臺積電已經拿下蘋果、英偉達、超威半導體等七大客戶,產能供不應求,日前已經確認漲價。英特爾3nm代工工藝Intel 3的產能有一部分供給自家芯片,規模雖不敵臺積電,但業務線也能夠跑起來。相比之下三星電子正陷入缺少"大客戶"的尷尬境地。

香港大學ICB客席副教授李徽徽對第一財經分析,三星贏得PFN的2nm芯片訂單,是其在高端芯片市場的一次重要突破。未來高通的選擇將成爲這場競爭的關鍵。

李徽徽指出,三星準備在2nm工藝上以折扣價吸引客戶,尤其是高通的訂單。但更微妙的是,高通也是臺積電的老客戶,並且一直是臺積電2nm技術想要爭取的大客戶。目前的情況是,三星與PFN合作,而臺積電穩穩抓住蘋果的訂單,而高通則同時向臺積電和三星委託了2nm芯片的開發和試產。

雖然高通在2nm製程上的態度模糊,不過該公司在3nm製程方面的態度是明確的。據韓國媒體報道,近期,谷歌和高通因三星電子3nm工藝的量產良率以及能效問題,將代工訂單轉交給臺積電。分析稱,儘管三星電子尤其重視控制功耗和發熱,但是用其3nm工藝製造出的芯片,性能仍比臺積電低 10%-20%。可見,在2nm賽道的競爭中,三星電子雖然搶到了"早鳥"訂單,但是否能夠贏得"大客戶"的青睞還有待觀察。