集微網消息,臺積電和三星的盈利結構顯示,在價格較高的納米競爭領域,利潤率更高。
自從英特爾在7nm掉隊,隻有臺積電和三星電子能夠達到5nm以上至3nm。
近日,傳出高通看中了臺積電3nm工藝,但出於成本考慮,還是將下一代驍龍8 Gen 3交由三星和臺積電共同代工的消息。
風雲再起,臺積電與三星的3nm或將首次同臺競技。
前腳有機構指出臺積電N3良率最高可達75%至80%,三星緊跟著表示全球首家采用高端EUV薄膜技術,尖端工藝的唯二兩名玩家再次掀起話題。
良率吊打,臺積電技術穩贏
據Business Next采訪報道,半導體行業分析師和專家估計,目前臺積電的N3良率可能在60%~70%,最高在75%~80%,第一批的成績還算不錯。
金融分析師Dan Nystedt發推表示臺積電目前的N3收益率與早期的N5收益率相似,後者可能高達80%。
相比之下,三星代工廠的3GAE良率在早期階段從10%~20%不等,廢片率高得離譜,並且沒有改善。
雖然估計差異很大,但報告指出關於臺積電目前的 N3良率有幾點需要注意。
首先,良率計算的方式有爭議,結果可能不夠有參考性。
具體來說,可能針對通過臺積電 Fab 18運行的商業晶圓計算,也可能針對包含各種IP的測試晶圓計算。
其次,除了臺積電和它的客戶之外,沒有人知道此時商業或測試晶圓的確切良率。
第三,如果隻考慮商業晶圓,消息稱目前臺積電N3用於為早期采用者。
但機構也指出,由於臺積電商業生產的N3設計數量目前有限,並且與良率相關的數據是代工廠及其客戶的商業機密,無法不能臺積電的N3良率到底有多高或多低。
三星憋大招,首用高端EUV薄膜
三星在良率提高一事上苦苦掙紮,近期也有了新動作。
據臺媒DIGITIMES報道,三星電子將在其3nm工藝中采用透光率超過90%的最新EUV薄膜《pellicle》以提高良率,這些薄膜將來自韓國公司S&S Tech。
光掩膜板材料《Blankmask》公司S&S Tech在2021年生產成功開發出了透光率達90%的半導體EUV薄膜,一舉成為除了ASML之外擁有這項技術的公司。
ChosunBiz報道,據業內人士透露,S&S Tech最早將於今年上半年進入透光率超過90%的EUV薄膜的批量生產,良率目標是應三星要求,提高到94%。
在三星投資的半導體材料和設備供應商中,S&S Tech獲得了最多的投資資金。
2020年7月,三星通過註資658億韓元《5200萬美元》獲得了S&S Tech的8%的股份。
據悉,薄膜在EUV工藝時代起著至關重要的作用,可以防止EUV受污染而導致良率性能不佳。
三星將采用透光率超過90%的薄膜,以盡量減少光源的損失並穩定其3nm芯片的生產良率。
據報道,目前還沒有一家晶圓代工廠采用透光率超過90%的薄膜。
主要的EUV薄膜供應商包括荷蘭的ASML、日本的三井化學、同屬韓國公司的S&S Tech和FST。
三星現在投資S&S Tech和FST,以開發自用EUV薄膜。
彼時,GAA相關的蝕刻及量測問題尚待克服,材料、化學品等也需要提升,以及全球GAA生態系統還未完全到位,三星3nm GAA技術的量產屬於『趕鴨子上架』。
當這些問題逐個突破,生態系統完善,三星能否迎頭趕上還未可知。
對手的弱點就是機會
半導體技術競爭的焦點集中在最先進的數字上,但其實產品力是技術進入到市場的重要考量。
現代半導體生產技術包含數以千計的工藝步驟,並取決於材料、使用的晶圓廠設備工具、工藝配方和許多其他因素,因此,可能有數以千計個影響產量的因素。
高通對臺積電的態度懸而未決,有一個重要的原因就是成本。
臺積電3nm晶圓的報價是2萬美元/片,比5nm貴了20%。
高通測算後發現,對於自己這意味著數百萬美元的成本增加。
這對於其下遊客戶也就是手機廠商們也是很不友好的。
其次,臺積電工藝制程繁雜,N3 (N3B)、N3E、N3S、N3P和N3X都是非常不同的制造技術,盡管N3早期良率頗佳對其餘節點來說是個好兆頭,但並不能保證其他節點也會同樣成功。
如果臺積電僅考慮其最大客戶蘋果公司的需求,運用在為大眾市場產品提供動力的芯片組上,N3收益率下緣的60%其實也並不高。
值得注意的是,作為科技核心的半導體成為各國進行戰略博弈的要地,臺積電的強勢給『二把手』三星帶來機會。
為了降低對臺積電的依賴,其實美國有意扶植韓國3nm技術。
例如拜登日前訪問韓國時,專機剛落地就匆匆趕往首爾以南70公裡外的三星平澤廠參觀3nm芯片。
三星後續發展還有待觀察。
《校對/趙月》