三星成为全球首家量产3纳米芯片的半导体晶圆代工厂，靠的是什么？

未来芯片将成为万物互联重要的一环，但芯片的制造并非我们想象的那么简单，尤其是在高端芯片领域更是困难，不过在技术的突破下，三星和台积电也接连完成了对3纳米芯片的攻克。

虽然台积电和三星完成了对3纳米制程攻克，但他们采用的技术架构却完全不同，首先是台积电这边，它仍然采用了FinFET架构，三星这边，采用了更加先进的GAA晶体管架构。

尽管三星采用了更加先进的工艺，但三星的工艺制程仍然比不过台积电的工艺制程。据业内人士透露，目前三星已经开始积极抢夺3纳米芯片的订单。但果然不出所料，三星败了，而台积电稳获多家企业的订单。

消息显示，AMD、苹果、联发科、高通、英特尔等龙头企业均已向台积电下达了关于3纳米芯片的订单。而三星的3纳米制程却没能吸引供应商的订单。

业内人士表示，目前高通已被三星视为最有可能签署3纳米AGG工艺的客户，如果三星拿下了高通的订单，那么高通可能会选择中低端芯片的签订，因为在之前有消息显示，高通已经将高端制程的芯片转移至了台积电。

8月18日，台积电副总监陈芳在2022年世界半导体大会上表示，台积电3纳米芯片将在今年下半年量产，已经对部分移动和HPC(高性能计算)领域的客户交付，如果有手机的客户当下采用3纳米芯片，明年产品就能问世。

在5纳米芯片量产两年后，芯片工艺推进到又一个关键的工艺节点——3纳米。三星和台积电在3纳米工艺上进行激烈的赛跑，从时间上，三星领先一步，台积电要晚几个月时间。

今年6月30日，三星率先宣布量产3纳米全环绕栅极(GAA)制程工艺借点，成为全球首家量产3纳米芯片的半导体晶圆代工厂。

台积电之前官方多次对外释放的消息是，3纳米将在今年下半年量产。今年6月份，台积电在2022年北美技术论坛上披露，今年下半年量产的N3技术(3纳米)，采用FinFET 技术。

因此说，台积电在3纳米技术上延续使用多年的FinFET架构，相对保守，而三星在3纳米上更具冒险性，选择GAA工艺。GAA工艺被认为改善了FinFET架构某些不足，能提升芯片的功率以及效率。

台积电在上述技术论坛上宣布3纳米家族技术演进规划，2022-2025年陆续推出N3、N3E、N3P、N3X等制程，后续亦会推出优化后的N3S制程，涵盖智能手机、物联网、车用电子、高性能运算等四大平台应用。

这也意味着台积电3纳米技术将独吃2到3年，尤其是人工智能芯片和高性能运算芯片，为台积电带来可观的收入和利润。

三星表示，第一代3纳米工艺采用GAA晶体管技术，大幅提升了效能。5纳米FinFET工艺相比，第一代3纳米工艺可使功耗降低45%，性能提升23%，芯片面积减少16%。三星计划推出两种3纳米GAA工艺——3GAE和3GAP。

全球芯片代工两大巨头在3纳米工艺量产后开始争抢客户。最新的消息显示：尽管三星电子积极争夺3纳米芯片订单，但台积电继续从苹果和英特尔等供应商那里获得3纳米芯片订单承诺。

美国商务部上周五发布最终规定，对设计GAAFET(全栅场效应晶体管)结构集成电路所必须的EDA软件;金刚石和氧化镓为代表的超宽禁带半导体材料;燃气涡轮发动机使用的压力增益燃烧(PGC)等四项技术实施新的出口管制。

相关禁令生效日期为2022年8月15日。

为什么是GAAFET EDA(电子设计自动化)被业内称为“芯片之母”，而GAAFET技术被认为是芯片制造工艺向3纳米及更先进节点迈进的基础。

芯片产业可以分为设计、制造、封装测试等几个环节。我国在芯片封装测试领域具有较强的竞争力，长电科技(600584)、通富微电(002156)、华天科技(002185)分别在全球排名第三名、第五名和第六名，并都实现了5纳米产品的工艺和认证。然而，我国芯片制造领域的竞争力较弱，大陆地区最先进的工艺仅为14纳米，与国际芯片巨头还有较大差距。

相较而言，我国芯片设计整体情况与世界领先水平差距不大。中国有大量的芯片设计企业，其中，华为海思2018年一度排名全球第五，紫光展锐、寒武纪等企业芯片设计水平也很不俗。

今年，多家厂商在芯片领域均获得了非常重要的突破。

6月份，三星基于GAAFET技术的3纳米制程工艺实现量产，而台积电在2纳米制程工艺中也将引入GAAFET技术。也就是说，未来芯片制程工艺技术与当前主流技术存在本质差异，芯片产业进入到了一个全新的发展阶段。GAAFET技术是参与全球芯片产业链分工的基础。

结合美国《2022年芯片与科学法案》阻碍先进制程产能落地中国来看，美国商务部上周五发布的该项措施意在限制中国企业跟进GAAFET技术，最终导致中国大陆芯片设计止步于3纳米制程。

美国断供工具软件意味着什么

美国对中国企业和机构断供工具软件有迹可循。

此前美国主要针对军用或军民两用的工具软件和技术进行限制。而随着2018年中美贸易摩擦加剧，民用领域的工具软件断供案例不断增多。例如：2018年，中兴被美国断供包括EDA在内的多种工具软件;2019年，华为海思被美国断供EDA;2020年，国内部分企业和高校被美国断供MATLAB;今年年初，大疆被美国断供Figma设计软件。

值得注意的是，美国此前并未大规模断供工具软件，而主要采取精准打击的方式，此次断供也是对特定对象(GAAFET技术)进行限制打击。

这是因为中美之间具有非常强的经贸联系和依存度，广泛的工具软件限制必然对全球制造业供应链造成冲击，对美国当前岌岌可危的通胀压力没有半点好处;此外，大规模的EDA断供会加速国产化进程和第三方产品替代，这不是美国希望看到的。

我国高度重视EDA等基础性工具软件

实际上，过去十几年，我国一直高度重视包括EDA在内的重要基础性工具软件。

2008年，《国家科技重大专项(2006-2020)》开始实施，EDA被列入“01专项”(“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件”专项)。《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》也将EDA攻关置于集成电路科技前沿领域攻关的首位。国产EDA得到前所未有的发展。