编者按：本文源自微信公众号半导体产业纵横（ID：ICViews），作者畅秋，经微新创想授权转载。自2023年第一季度起，电子半导体产业链下游需求疲软的态势已显著传导至晶圆代工领域。实际上，自2022年第四季度起，全球晶圆代工业便步入下行周期。尽管2023年第二季度各大晶圆代工厂营收表现有所回暖，但整体仍显低迷，尤其是成熟制程领域，价格战愈演愈烈，各厂商产能利用率普遍下滑，唯有通过降价策略来争夺订单。晶圆代工陷入低迷期，往往暗藏机遇，尤其对市场排名靠后的厂商而言，超越领先者的可能性陡增。三星正是基于这一判断，积极布局，力求突破。
据TrendForce统计数据显示，2023年第一季度，三星晶圆代工业务在全球市场的市占率为9.9%，至第二季度已攀升至11.7%，营收也从27.57亿美元增至32.34亿美元。反观排名第一的台积电，市占率则从60.1%降至56.4%。这一系列变化为三星注入了强大信心。近期，三星联合首席执行官Kyung Kye-hyun在首尔国立大学的演讲中透露，其位于美国德克萨斯州泰勒市的晶圆厂将成为美国首家量产先进制程芯片的工厂，计划于2024年大规模生产4nm芯片，这一时间表将台积电在亚利桑那州新建晶圆厂的量产计划（预计2025年）抛在身后。在三星看来，这已构成对台积电的实质性超越。
今年5月，三星电子半导体业务主管庆桂显曾公开表示：”坦白说，我们的晶圆代工技术稍逊于台积电，4nm制程落后两年，3nm落后约一年。一旦台积电加入2nm技术的竞赛，我们将反超。未来五年内，我们有潜力超越台积电。”他强调，客户更青睐三星的GAA（Gate All Around）技术，几乎所有大型客户都在与其合作，尽管具体客户名称不便透露，但三星的晶圆代工客户群正持续扩大。可见，三星超越台积电的信心日益增强，这一态势的背后，是多重因素的共同作用：先进制程研发难度加剧、进展放缓为追赶者创造了空间；台积电美国晶圆厂建设受阻；而最关键的因素，仍是三星在4nm和3nm制程上的量产、良率等核心优势。
### 4nm制程：追赶与超越
2020年，台积电成功量产N5（5nm）制程后，陆续推出N5P、N4P、N4X等升级版本。因此，台积电的4nm可视为5nm的强化版，于2022年全面量产，不仅技术成熟度更高，且正逐步替代5nm成为营收主力，2022年第四季度，5nm和4nm制程营收占比已达32%。相比之下，三星虽早在2021年就量产了第一代4nm（SF4E，后续演进至SF4、SF4P、SF4X、SF4A），但初期良率较低，有急于抢占先机的嫌疑，甚至导致其最大客户高通将部分订单转移至台积电。
为提升4nm成熟度，2022年下半年，三星抽调NAND Flash产线人员支援4nm代工生产，至第四季度月产能已提升至2万片晶圆。2023年上半年，三星成功量产第三代4nm（SF4P）制程，在性能、功耗、芯片面积上均有显著优化，目标直指高通、AMD、英伟达等大客户。据报道，截至2023年4月，三星4nm产线良率约为60%，略逊于台积电的70%-80%。尽管高通采用三星4nm生产的Snapdragon 7 Gen 1芯片因良率与效能表现不及台积电而被迫转向，但今年7月韩国媒体报道称，三星4nm良率已提升至75%，与台积电持平。这一突破使其赢得了更多大客户订单，包括继取代台积电为英特尔Mobileye供货后，再分食特斯拉下一代FSD芯片订单——该芯片将用于特斯拉计划三年后量产的Hardware 5（HW 5.0）系统。值得注意的是，特斯拉曾因三星4nm良率落后而转投台积电，但此次计划同时与两家厂商合作，或完全将台积电订单转移至三星。
### 3nm制程：从“雷声”到“雨点”
台积电的第一代3nm制程于2022年第四季度量产，但受成本高昂、良率偏低限制，规模有限，形成”雷声大雨点小”的局面。2023下半年，随着N3E版本成熟，苹果A17处理器大规模量产，台积电3nm制程终于放量，对全年营收贡献率达4-6%。为追赶台积电，三星继SF3E后，于2023年6月VLSI国际会议上发布SF3制程，采用3nm GAP技术，基于MBCFET技术，宣称在相同功耗下性能提升22%，相同频率与晶体管数量下功耗降低34%，逻辑面积减少21%，并具备更优设计灵活性。目前，三星LSI部门及代工客户尚未推出基于SF3E的商用高性能处理器，仅有限量的加密货币挖矿芯片采用SF3E，影响力有限。预计2024年将见证SF3的实际应用效果。
台积电3nm（N3）制程虽经历初期波折，但N3E版本已实现大规模量产，苹果A17 Pro处理器即为此制程打造，拥有190亿晶体管，较A16（4nm）的160亿、A15（5nm）的150亿、A14（5nm）的118亿、A13（7nm）的85亿均有显著提升。关于3nm良率，台积电尚未公布确切数据，但据韩国经济日报及BusinessKorea报道，分析师朴相昱指出三星3nm良率达60%，主要得益于市场低迷时产能利用率低，可投入更多测试晶圆优化良率，加之GAA架构优势。朴相昱认为，目前三星3nm与4nm良率已与台积电相当，2024年将成为3nm订单争夺的关键年，三星有望利用价格优势及接近台积电的良率表现，抢占高通、英伟达、英特尔等大客户订单。
### 2nm制程：GAA技术的决胜点
2nm制程距离量产尚需两年，但历史趋势显示，此时三星与台积电差距将显著缩小。正如庆桂显所言，三星计划以2nm为转折点实现五年超越目标。自3nm起，三星便采用GAA工艺，而台积电则推迟至2nm，这成为三星的核心竞争力。GAA架构可使芯片面积减少45%，功耗降低50%。基于3nm积累的GAA生产经验，加上持续投入先进封装领域（如X-Cube 3D堆叠封装技术），三星有望在2nm量产时缩小与台积电差距，能否最终超越，尚待观察。
### “三国杀”时代：竞争格局加剧
当前，英特尔正加速晶圆代工业务（IFS）布局，为此裁撤多个前瞻性项目，包括RISC-V、服务器等，将资源集中于先进制程。认清形势后，英特尔不再固守先进制程的傲慢，转向务实策略，7nm量产顺利，4nm进展良好，计划2024年采用20A（2nm）制程，2025年采用18A制程。英特尔在美国新建两座晶圆厂，将与台积电亚利桑那州先进制程工厂直接竞争，鉴于地利人和优势，胜算较高。多出英特尔这一竞争对手，对三星而言利大于弊——领先者更求稳定，落后者则期待变革，乱中取胜。
此外，台积电自身也面临诸多挑战：美国新建晶圆厂成本比台湾高出50%，产能售价或高出20-30%；日本熊本工厂虽计划生产12nm至28nm芯片，但成本仍高10-15%。这些因素均有利于三星以更低价格争取客户。以美国市场为例，三星德克萨斯州晶圆厂2024年量产计划明确，已锁定Groq等AI芯片客户，而台积电亚利桑那州工厂量产延期至2025年。这一时间差为三星赢得了先机。
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