近日，在韩国科学技术院（KAIST）的演讲中，三星电子芯片业务负责人Kyung Kye-hyun表示，三星将在五年内超越竞争对手台积电，在芯片代工领域处于领先地位。除了三星，重回代工领域的英特尔也放言，在2030年之前成为该市场的第二大玩家。代工市场硝烟起，市场地貌又将如何重塑？

三星放言：5年内超越台积电

Kyung Kye-hyun表示，当下台积电在芯片制造方面远远领先于三星。他认为三星需要五年时间才能赶上并超过台积电，尽管两家公司目前都在生产3nm半导体，这些技术的营销名称可能相似，但它们在设计上完全不同。具体来看，三星使用的是最新的GAA技术制造晶体管，而台积电则依赖成熟的FinFET。

Kyung Kye-hyun补充，使用GAA至关重要，或成为三星弯道超车的关键。目前三星4nm技术目前比台积电落后约两年，3nm技术落后约一年。但当台积电转向2nm时，这种情况将会改变”。业界消息显示，台积电计划在2nm制程时使用GAA技术。Kyung Kye-hyun认为三星将有机会迎头赶上，因为台积电预计将因新技术而变得更加困难。

三星发言人强调，“客户对三星的3nm GAA工艺赞不绝口”，Kyung Kye-hyun表示，“我不能说出任何名字，但几乎所有知名公司现在都在与我们合作。”与此同时，Kyung Kye-hyun指出，三星也在努力提高其芯片封装技术，以保持领先于竞争对手。

此外，近期业界人士透露，AMD已将部分4nmCPU芯片订单从台积电转移到三星。据悉，AMD已与三星电子签署协议，或利用三星的4nm节点来制造其部分移动SoC，该消息人士进一步指出，三星或将制造AMD的Chromebook APU。公开资料显示，代号“凤凰”的锐龙7040系列处理器是AMD低功耗笔记本处理器，后缀为U，TDP为15-28W。这些芯片最初定于3月发布，但尚未进入零售市场，暂定发布日期为2023年5月。

台积电、三星激战2nm

尽管量产2nm芯片依然还需时日，但此时此刻，台积电、三星电子两家芯片大厂不约而同的寻求下一代EUV光刻机，意味着现在“2nm技术战”已经打响。

“到了未来的技术节点，间距微缩将减缓，硅晶体管似乎只能安全地微缩至2nm，而在那之后，我们可能就会开始使用石墨烯。”芯片制造的核心软件EDA巨头新思科技（Synopsys）研究专家Victor Moroz的这句话道出了2nm技术的重要性：2nm是硅芯片的最后一战。

当投入百亿，甚至是千亿美元，如今这场“2nm技术战”中，台积电和三星电子两家公司分别在晶体管结构、光刻、材料、封装等进行核心技术创新竞争。

首先是新的晶体管结构。

台积电2nm采用纳米片晶体管（GAAFET）结构，相比目前5nm鳍式场效应晶体管（FinFET）架构，GAAFET能更好控制漏电，且性能提升10%-15%，功耗却降低25%-30%。

实际上，芯片内部的场效应晶体管，分别包括源极（Source）、漏极（Drain）和栅极（Gate）三部分。随着芯片越做越精密，塞下的晶体管越来越多，栅极越来越细，导致电流就容易“漏出”。

为了解决该问题，科研人员研发出FinFET工艺，增加栅极的接触面积，减少电流漏电事件，同时芯片性能也能得到提升——类似“裤腰带”变成“带扣皮带”的方案。

而2nm使用的新的GAAFET结构，则是将栅极和漏极彻底包裹住，更好地控制漏电电流。

相比台积电，三星更胜一筹，决定在本周开始量产的3nm上，使用GAAFET结构，比台积电提前三年。而且，三星和IBM还分别推出了纳米片MBCFET、垂直晶体管VTFET两种结构，后者提供2倍的FinFET性能，功耗减少85%。不过MBCFET和VTFET目前没有量产迹象。

其次是新的光刻机设备。

工欲善其事，必先利其器。

阿斯麦（ASML）最新研发的高数值孔径极紫外光（high-NA EUV）光刻机，是2nm工艺的关键工具，成为三星、台积电争夺的焦点。

光刻机被誉为“皇冠上的明珠”，其利用特殊的光源和玻璃，将晶体管和设计好的电路图投射到硅芯片，来绘制芯片电路，其大小相当于一辆公交车，一家先进芯片工厂通常需要9~18台这样的设备。

芯片制造离不开光刻机，且制程越先进，其重要性越凸出，占芯片制造总成本比例也越高，总体来看，光刻机的成本占总设备成本的30%。

没有EUV光刻机，就无法制造先进制程芯片。而目前EUV光刻孔径为0.33NA，最多制造3nm芯片。

随着芯片越来越精密，更高数值的孔径意味着更小的光线入射角度，也意味着能够用来制造尺寸更小、速度更快的芯片。如今，三星、台积电都希望通过获得下一代EUV光刻机，从而在未来2nm技术竞争上占据优势。

最先进的高数值孔径EUV光刻机，目前只有ASML能够生产。然而，光刻机设备开发难度很大，一年只能生产十几台。随着全球芯片短缺，ASML不得不延迟交付，产能有限，厂商们要买到，并不容易。

此次李在镕到访欧洲，主要目的之一就是到荷兰采购ASML下一代EUV光刻机。更早之前，英特尔CEO基辛格为了能追赶台积电、三星，不止是投资入股阿斯麦公司，还提早花高价订购EUV光刻机制造产能。

据ASML公布的数据，新的EXE:5000系列high-NA EUV光刻机，镜头数值孔径从0.33NA变为0.55NA，孔径大小增加了67%，有望实现8nm的分辨率。预计这种设备非常复杂、非常大且价格昂贵——每台的成本将超过4亿美元。

最后是新材料、新的封装互联技术。

其中，材料方面，二维材料是目前半导体行业所关注的重点。台积电此前曾提到，台积电正在研究包括二硫化钨（WuS2）和碳纳米管等二维材料。相比于当前的硅材料，二维材料能够更有效地移动电子，并让芯片实现更节能的计算，更适用于2nm及之后的先进制程。

封装互联方面，台积电推出新的系统整合晶片堆叠（TSMC-SoIC）互连技术，解决3D封装堆叠问题，到2035年前，台积电有望实现1μm以内的SoIC互连，从而提高芯片整体供电性能，降低整体电阻，避免受到功率密度提升和电源电压下降的影响。

面对台积电当时的风光，三星正苦苦追赶。为了抢在台积电之前完成3nm研发，三星芯片制造工艺直接跳过4纳米，从5nm上升到3nm。

如今，台积电、三星两家公司都争夺光刻机，选择非常激进的技术路线制造2nm。但三星的良率、功耗技术上一直是个大问题，尤其曾出现推迟发布的情况，2nm也可能虎头蛇尾。

有消息指，台积电有望成为全球第一家率先提供2nm制程代工服务的晶圆厂。

英特尔重拾晶圆代工业务

自从在7nm工艺上掉队之后，大家都认为曾经的王者intel，在工艺上已经追不上台积电、三星了，只能跟在后面，看别人表演了。

但英特尔可不服输，觉得既然自己的IDM模式，干不过台积电、三星的纯Foundry模式，那就是搞个IDM2.0计划出来，一边自己给自己造芯，一边学台积电、三星也搞Foundry的代工模式。

英特尔动作迅速，迅速拿出了产能来承接IC设计厂的订单，还并购了现成的、排名在全球Top10的晶圆代工企业高塔半导体。同时还公布了全新的工艺节点路径和名称，比如不再叫5nm、3nm等，而是改为intel7、intel4、intel20、intel18等。

而当台积电、三星表示今年要进入3nm，2024年左右进入2nm时，英特尔也表示，它的intel18，也就是其1.8nm也将提前于2024年下半年投产。

很明显，intel就是要挑战台积电、三星的领先地位，做到与这两大巨头的工艺制程上基本一致，再也不想落后了。

事实上，在英特尔公布的2022财年第一季度财报中，我们发现其晶圆代工业务相当亮眼，营收达到了2.83亿美元，较2021 年同期增长175%，排在全球第11位的样子。

这还是在没有算上高塔半导体营收的情况之下，要是算上高塔半导体的营收，英特尔在晶圆上面的营收，已经能够排在全球第7名了。

可以预料的是，接下来英特尔在晶圆代工业务上还会继续发力，再将高塔半导体的营收并表后，英特尔和台积电、三星相比，营收相差就不会太远了，最大的差距也就只体现在工艺上了。

再考虑到英特尔在不断的提升工艺，以及2024年要进入1.8nm的说法，可以想象的是英特尔的晶圆代工战，是全面开打了，就看英特尔这个曾经的王者，能不能“一雪前耻”，在工艺制程上进步迅速，追上甚至超过台积电、三星了。


总结

从台积电、三星、英特尔的对外发言看，其是非常乐意寻求外部合作，为各类企业代工芯片的。代工工艺的精进还需要量的支撑，而先进工艺的演进，则需要庞大的经验支持。

总体来看，当代晶圆代工之争愈发强劲，拼产能拼制程拼产业格局，各大企业招数层出不穷，未来市场格局将迎来何种变数，我们拭目以待。