芯片规则被修改后，全球范围内能生产出7nm工艺以下芯片的厂家屈指可数

众所周知，随着现代科技产业的快速发展，我们对半导体芯片的依赖程度也正在不断地加深;半导体芯片作为整个科技领域发展的核心，如今也被越来越多的国家所重视，只有拿下了先进的芯片研发和生产的技术，那么才能在将来的科技领域拥有更高的话语权;在美国多次修改芯片规则以后，也直接让全球芯片市场迎来了大洗牌，与此同时不少国家和科技企业都开始进入到了半导体芯片领域发展!

在芯片规则被修改后，很多芯片企业的出货都受到了限制，在这种情况下， 芯片的生产就变得尤其重要;而在全球范围内能生产出7nm工艺以下芯片的厂家屈指可数，只有台积电和三星两家，所以这两大芯片巨头企业在全球半导体市场上也拥有很高的地位和话语权;随着台积电和三星的不断努力，如今它们不仅能生产7nm芯片，而且还早就实现了5nm芯片的量产，并攻克了更加先进的3nm芯片的工艺技术，最快在2023年就能生产出3nm工艺的芯片!

反观国内芯片市场的发展，在华为被打压以后，国内就掀起了一股研发和生产芯片的潮流，但是我国在半导体芯片领域的发展起步较晚，基础较为薄弱，而且国内科技企业还长期受到“造不如买”等思想的影响，所以也导致我们在芯片领域的发展比较落后，不过在国内中芯国际等芯片企业的不断努力下，我们在芯片领域也实现了一些突破，像中芯国际的N+1工艺已经可以实现14nm以上工艺的芯片生产了，而中芯国际的N+2工艺技术也正在发展中，将有望实现等效于台积电7nm工艺的技术;另外中芯国际的梁孟松也表示正在率领团队研发7nm工艺技术!

虽然说我们在芯片生产工艺技术上和台积电以及三星落后很远，但是这也并不意味着我们就没有追赶的机会;而且从目前全球芯片短缺的情况来看，只要攻克了7nm工艺芯片技术，那么90%以上的芯片就都能做到无限制生产了，就不用被卡脖子了!

众所周知，台积电和三星电子现在的主力芯片产品都是采用的5nm制程工艺技术，当然还有大量的使用的是7nm制程技术。而无论是苹果公司还是三星电子的手机产品已经大量使用了5nm制程的产品。三星电子和台积电也开启了4nm和3nm制程技术的产能计划，不过，进展并不是很顺利。

在台积电第一季度财报电话会议上表示，正全力以赴地开发下一代工艺节点。计划在今年晚些时候将投产首批 3nm工艺，并在2025年底前做好2nm工艺的准备。其实对于3nm来说，早有部署。台积电也表示，在2nm工艺时将首次使用 GAA FET(全环绕栅极晶体管)，逐渐取代 finFET (鳍式场效应晶体管)。而三星早已经开始使用他们版本的GAA，英特尔计划在2024年实施他们的版本。可以说，在GAA FET方面，台积电已经落后了一段时间。

三星电子是最新采用3nm GAA制程技术的厂商，GAA 晶体管结构象征着制程技术进步的关键转折点，对保持下一波超大规模创新所需的策略至关重要。GAA架构是周边环绕着Gate 的FinFET 架构。GAA 架构的晶体管提供比FinFET 更好的静电特性，可满足某些栅极宽度的需求。这主要表现在同等尺寸结构下，GAA 的沟道控制能力强化，尺寸进一步微缩更有可能性。相较传统FinFET 沟道仅3面被栅极包覆，GAA若以纳米线沟道设计为例，沟道整个外轮廓都被栅极完全包裹，代表栅极对沟道的控制性更好。

3nm GAA制程技术有两种架构，包括3GAAE 和3GAAP。这是两款以纳米片的结构设计，鳍中有多个横向带状线。对台积电而言，GAA FET还不是其当下的策略。N3 技术节点保持原有的模式不变，到N2节点时才会使用GAA 架构。

今年下半年，台积电将把N3工艺投入生产。台积电预测，HPC(高性能计算)将是其今年增长最快的领域。上一季度HPC产生了41%的收入，仅比智能手机产生的40%略高。物联网和汽车排在第三和第四位，分别创造了8%和5%的收入。

台积电多次强调3nm制程将于2022下半年正式量产。而作为竞争对手的韩国三星也在积极加快3nm量产进程。三星此前表示，采用GAA 架构的3nm制程技术已正式流片(Tape Out)。三星3nm制程流片是与新思科技合作，加速为GAA 架构的生产流程提供高度优化参考方法。

三星3nm制程不同于台积电或英特尔的FinFET架构，而是GAA架构，三星需要新设计和认证工具，因此采用新思科技的Fusion DesignPlatform。制程技术的物理设计套件(PDK)已在2019年5 月发布，并2020 年通过制程技术认证。为了稳妥，台积电继续沿用FinFET晶体管技术，三星兵出险招，采用更先进的GAA晶体管技术，希望能够在技术上超越台积电，但是出品率有多高也非常关键。有意思的是，三星也表示，将在2025年开启2nm制程技术。

目前三星的5nm芯片，已经有高通、IBM、AMD、nvidia等客户了，如果三星真的能够领先台积电，把GAA技术下的3nm芯片量产出来，当然要保持着一定的良品率，预计还能够再吸引到更多的客户。不过，良品率问题是一个最大的门槛。

一个不算意外的意外是：半导体芯片「成熟工艺」需求剧增了。

这显然不符合某些“吃瓜网友”的浅薄认知，尤其是台积电方面7nm工艺产线、5nm工艺产线的营收占比，分别飙升到了总营收30%、20%(2022年4月公布Q1季度数据)

“小韩”当地科技媒体ETnews披露的内容称：半导体制造基础材料的光刻胶，供需方面已经进入紧急状态!原有的半导体材料库存量，已经降到了「马奇诺防线」以下……

也就是说，半导体硅基材料芯片的制造方面，28nm及以上成熟工艺需求提升，导致不少厂商的的材料储备减少、降至风险极大的3个月储备量以下了。

诸如「中芯国际」等厂商推动「先进工艺」、又明显侧重于「成熟工艺」产能扩充，显然被认为成了相当明智的战略部署，也让侧重了先进工艺的台积电“松了口气”……

另一边，尽管英特尔“下场”跟着飙起了“工艺参数战”，现阶段在先进工艺开发与应用的进展上，却很明显是台积电与三星方面的你追我赶，可又出现了另一个意外……

就挺突然的，老对手3nm或翻车，台积电再次松口气?

先抛开“小韩”普遍的技术“盗窃”成风，各种“嘴炮”口嗨等外在因素也不提了;一个早期卖鱼干的小铺子，发展成了“巨无霸”的三星，按常理说应该有两把刷子?

包括来自DigiTimes等披露的消息，则表明了另一个尴尬表现的现状：

原本打算率先在3nm工艺节点启用GAAFET方案的三星(台积电计划2nm工艺启用)遭遇了深陷泥潭的「工艺良率」困境!

犹如在此前7nm工艺阶段的“不太顺利”，熬过了5nm乃至4nm继续“埋汰”的三星，据称3nm工艺节点的产线良率更低、徘徊在10%—20%之间。

三星使用了跟台积电方面一样、来自ASML供应的EUV光刻机，却并没有达到台积电制程技术的工艺水准……那些认为拿到EUV光刻机“万事大吉”的网友，真的想多了。

寄希望于“率先”使用「GAA环绕栅极」晶体管技术方案，想借此“跨越”台积电的领先优势，却明显让三星方面栽了个大跟头?

台积电虽然看上去相对比较“保守”、继续使用「FinFET鳍式场效应」晶体管技术方案，反而更有把握实现量产3nm工艺芯片的「高」良品率!

较早些的相关科技资讯曾指出：泛林半导体(Lam Research)已经向三星出货了适用于3nm工艺节点 GAA芯片晶圆蚀刻设备，这似乎会让三星陷入更加难堪的地步……

更进一步的是，三星团队在DRAM(内存芯片)工艺迭代方面，同样被传出了“失利”的消息：遭遇了逻辑芯片量产制造方面的“同样问题”。

随着基于常规20nm工艺制造DRAM芯片变得相对落后，三星团队尝试将14nm工艺DRAM芯片的制造、提升到13nm工艺的节点上。

万万没有想到：从14nm到13nm仅仅1nm而已，三星依然栽了个大跟头……没搞定。

要知道，三星团队为了“攻克”1nm工艺的差距，已经耗费了长达2年左右的研发时间!