近日一份报告称,由于台积电3nm出色的成品率(80%),高通决定将由台积电生产新一代骁龙8 Gen 3。 分析称,高通此举可以有效解决骁龙8 Gen 3的发货难题,但同时也增加了成本和复杂性,届时搭载骁龙 8 Gen 3的智能手机价格会略高一些。 台积电拿到了高通的订单后,再加上苹果的订单,可以说独享3nm。而国内中芯国际持续发力28nm、14nm成熟工艺,订单也越来越多。 那么问题来了,高端被台积电抢走,低端被中芯国际阻挡,三星怎么办?三星造就了"火龙" 高通骁龙处理器因为发热问题,被消费者广为诟病,也戴上了"火龙"的帽子,这让高通大为头疼。 国内消费者最为熟悉的"火龙"当属骁龙888了, 骁龙888变火龙 2021年1月1日,全球首款搭载高通骁龙888的手机——小米11发布。 为了迎合中国市场,高通将处理器的名字改为888,寓意"发发发",算是很有诚意了,但结果并不太好。 骁龙888的功耗和发热量很大,高通骁龙再次变身火龙。 根据知名博主的测试,骁龙888单核最大功耗为3.3W,比骁龙865高出1W,多核功耗高出1.9W; 小米11运行《原神》20分钟后,手机表面温度达到48℃。 这个锅自然也由三星来背,因为三星5nm工艺的确很拉胯,直接拉高了骁龙888的功耗。 其实骁龙888并不是高通第一款"火龙"处理器。 第一代"火龙"骁龙810 2014年4月,高通发布了骁龙810处理器,这款处理器让高通戴上了"火龙"的帽子。 骁龙810采用了ARM的架构,高通优化做的也不太好。直接导致"一核发热、七核降频",当然GPU也随着降频,游戏十分卡顿,发热量更大了。 经过测试,骁龙810单核CPU满载功耗达到了恐怖的4.9W,双核满载5秒就达到105℃,然后重启,GPU满载功耗也达到了5.5W。 要知道,当时的麒麟930单核满载功耗不足1W,这差距简直是太大了。 因为骁龙810发热太严重,根本无法控制,直接坑惨了三星、索尼、LG、HTC、MOTO这些手机厂家,甚至间接的导致一部分厂家消失。 小米5直接推迟了一年才发布,这恰好给了华为机会,华为凭借麒麟950不仅出货量上大增,还直接进入了手机第一梯队。 但是你知道号称第一代"火龙"的骁龙810是谁代工的吗?不是三星,而是采用了台积电的20nm工艺。 自骁龙810后,高通几乎每一代800系列骁龙处理器都交由三星代工。 骁龙821变火龙 早在2016年7月,高通发布的骁龙821使用了三星14nm工艺技术,就出现了发热现象。 根据测试,搭载这款处理器的手机在运行《绝地求生》20分钟后,手机背部温度就达到了49℃。 不过骁龙821比810还是强很多,最起码性能不错。 根据很多网友反应,骁龙821在4年后性能也不过时,只是夏天不敢玩游戏,尤其是在户外的烈日下,手机简直烫手。到了冬天会好很多,玩游戏不会频繁降频。 有网友笑称:适合冬天用,能当一个暖手宝。 骁龙8 Gen 1依然是火龙 2021年,高通发布骁龙8 Gen 1处理器,采用了三星4nm工艺,结果再次翻车,和骁龙888成为了"火龙兄弟"。 骁龙8 Gen 1在CPU上提升并不大,只比5nm的888提升了20%,GPU提升了35%,能效提升30%。 在Geekbench5的测试中,骁龙8 Gen1的功耗高达11.1W,能耗比仅为343分/瓦。这样的能耗比直接输给了麒麟9000。 为了降低手机的功耗和发热,很多机型只好默认降频,这种情况下8 Gen 1的CPU性能就大打折扣,比骁龙888强不了多少。 骁龙8 Gen 1再次打脸高通, 如果这样发展下去,高通恐怕要输给联发科了 ,高通必须要改变。 因此从骁龙8 Gen 2开始,高通就开始尝试将订单转向台积电,台积电也不辱使命的打造了出色的8 Gen 2,这更加大了高通转移订单的决心。3nm工艺,台积电更胜一筹 2022年6月,三星高调宣布量产3nm芯片,成为了首家量产3nm芯片的公司。 2022年12月,台积电也宣布量产3nm芯片,比三星晚了6个月。 按理说,三星早半年量产3nm,技术应该更成熟,工艺也更好,但事实并非如此。 据悉,台积电的3nm工艺成品率达到了60%—70%,特殊情况可以高达80%。而三星3nm工艺的成品率只有20%,实在低得可怜。 一方面,三星本身技术与台积电仍有差距,使用EUV光刻机的熟练度方面也不如台积电;另一方面,三星采用了不同于台积电的GAA晶体管技术。 GAA即全环栅晶体管,这种晶体管的沟道可以被栅极完全包括,因此它的电子逃逸率更低,也意味着栅极对沟道的控制性能力更好。 GAA技术也被称作是延续"摩尔定律"的新兴技术路线,可以更大幅度的克服当前技术的物理缩放比例和性能限制。 这样一看,GAA技术要比FinFET技术更好,理论上的确如此,同时理论上也能降低15%到20%的功耗。 三星选择这样的技术路线本没有错,但是三星的水平太低了,根本没有能力驾驭这样的工艺,结果直接翻车,成品率仅为20%。 试问,这样的成品率谁敢使用? 而台积电则选择了稳扎稳打,继续深耕FinFET技术,并且将3nm技术路线设定为N3、N3E、N3P、N3X,依次逐步的实现。 台积电称这种方案更符合自身的需求,一方面可以降低3nm的研发费用,芯片厂商和消费者更容易接受;另一方面,在技术方面更加容易实现。 针对3nm工艺,台积电表示:三星的3nm仅相当于台积电的4nm,甚至还要差一点。 造成这种现象的原因是,三星在芯片制造路线图上并没有按照完整的工艺进行迭代,这一点在5nm中已经体现到了。 那么最终结果就是,三星的3nm在良品率、能效等方面远落后于台积电,这也是苹果、高通选择台积电的理由。中芯国际密集建造新产能 在成熟工艺领域,最为耀眼的当属内地的中芯国际。 中芯国际于2000年4月成立于上海浦东,但仅仅20多年,就成长为全球第四大芯片代工厂,仅次于台积电、三星、联电。 在制造工艺上,中芯国际目前已经具备量产28nm、14nm、12nm芯片的能力,并且在北京、天津、上海、深圳等地积极建造晶圆代工厂。 中芯国际成立了中芯京城、中芯西青、中芯东方、中芯深圳等子公司,负责运营这些晶圆厂。 北京亦庄建造的12寸晶圆厂,投资500亿人民币,月产能10万片; 天津建造的2寸晶圆厂,投资370亿人民币,月产能10万片; 上海临港建造的28nm晶圆厂,投资600亿人民币,月产能10万片; 深圳建造的晶圆厂,月产能为4万片。 按照工期进度,这些晶圆厂将于2023、2024年先后完工,将新增34万片的月产能,相当于再造一个中芯国际。 这些产能并非使用在智能手机上,而是聚焦通讯、消费电子、新能源汽车、工业等领域。其中70%产能为国内客户使用,30%产能提供为海外客户。 同时,中芯国际也快速的推进14nm、12nm工艺的量产。 早在2020年中芯南方就能够生产14nm芯片了,不过产能有点低仅为6000片/月,如今14nm工艺已经可以媲美台积电了,产能也提升至30000片/月。 12nm工艺也已经进入量产阶段,预计今年上半年就能见到效果。 总的来说,中芯国际在28nm、14nm、12nm芯片制造中,已经完全具备与台积电、三星竞争的实力。同时,中芯国际具有更大的成本优势和政策支持。 前有台积电,后有中芯国际,三星夹在中间可不好受啊! 三星还有哪些优势? 即便没有高通的订单,三星还有庞大的存储芯片业务。 据统计,全球90%以上的存储芯片份额被三星、SK海力士、美光所瓜分,其中,三星份额为42%,排名第一;SK海力士以28%的市场份额排在第二位;美光排在第三,市场份额为25%。 在DRM存储中三星的份额达到了45%,NAND市场份额为34%。 手机存储芯片中,三星的份额更加恐怖,达到了49%。 根据公开数据,目前全球存储器行业的市场规模为1500亿美元,按照比例,三星一家的份额就达到了630亿美元,这足以让三星活下来了。 更何况,随着AI、大数据、万物联网的发展,存储器需求依然会快速增长,三星的日子不会太差。 但是仅靠存储器业务,三星是无法实现自己的雄心壮志的。 三星曾多次在公开场合称:要在2030年超越台积电,成为最强的半导体公司。 如今,失去高通这个大客户,这个计划恐怕要彻底泡汤了。 当然有网友也给三星指了条"明路"——那就是为华为代工,生产5nm麒麟芯片。 这个"明路"着实不怎么样,三星使用了荷兰ASML的EUV光刻机,同时也使用了漂亮国的技术,公然违背"芯片禁令",这不是找死吗? 但是,话说回来,资本的世界里,只要利益足够,有什么是不可能的呢? 只是,到时候"冰麒麟"变成了"火麒麟",玩个游戏直接到了40℃,这样的麒麟芯片你还会用吗? 总之,三星处于前后夹击的尴尬地位,预计未来两年日子不会太好过。写到最后 高通下一代旗舰芯片8 Gen 2 将由台积电代工,以确保芯片的良品率和能耗,这对三星来讲无异于釜底抽薪。 台积电和三星在3nm领域已经展开了白热化的竞争,但国内中芯国际刚刚量产12nm,不免令人唏嘘。 如果中芯国际不能快速突破7nm、5nm工艺的话,未来几年我们的智能手机将无缘中国芯。 未来,中芯国际所需要的EUV光刻机何时能突破呢?我们何时能重新用上高端国产芯片呢? 我是科技铭程,欢迎共同讨论!