3nm芯片：台积电和三星“决生死”，苹果隔岸观战

苹果年度旗舰iPhone 15 Pro系列的A17 Pro芯片，首发台积电N3工艺，将行业带入3nm时代。

根据官方公布的数据，采用N3工艺的A17 Pro，晶体管数量达到了惊人的190亿，作为对比，它的上一代产品，采用4nm工艺制程的A16 Bionic芯片仅有160亿。

苹果拉开3nm时代的序幕，也掀起了一场激烈的技术、市场争夺战，守擂的是代工巨头台积电，发起猛烈挑战的则是三星和英特尔。

三星在晶圆代工市场属于新贵，2010年开始承接iPhone处理器A4的代工订单，到2014年，苹果调整策略，将部分订单转交台积电，直至全部投入台积电怀抱，彻底放弃三星。

为了反击，三星大手笔押注3nm节点，在GAAFET的基础上自研MBCFET架构，试图与台积电一较高下，夺回失去的订单和客户，一个潜在的信号是——英伟达正在和三星试水其3nm工艺。

三星和台积电在3nm之间的博弈，被认为是“既分高下，也决生死”。

9月19日，亮见联合腾讯科技，特邀知名半导体投资人、腾讯新闻作者 启哥有何妙计 陈启，直播解读代工巨头的3nm争夺战，讲述三星和台积电各自的3nm路线图、市场前景。

以下为直播精华脱水版（在不改变原意的情况下有删减调整）

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重识3nm：芯片工艺的极限在哪里？

刘兴亮：最近行业都在讨论3nm，这里所说的3nm指的是什么？

陈启：自从几年前开始，中国对半导体行业的重视逐渐增加。人们对芯片行业的新闻关注也不断升高。我们从28nm到45nm再到现在的3nm级别的数值有何意义？

早期晶体管的实际特征尺寸（critical dimension，简称CD），它与工艺节点一一对应。例如，如果在8英寸晶圆上晶体管特征尺寸250nm，对应的即250nm工艺。

从45nm到28nm之后，晶体管开始微缩，晶体管的实际尺寸与工艺节点的标称方法开始有差异，晶体管的命名方式采用等效标称方法。

假设有一款奥迪A6 45TFSI汽车，它搭载的是涡轮增压发动机。它大致相当于2.4-2.6自然吸气排量发动机。通过这个"45TFSI"这个标识，你无法准确知道它的实际排量，但实际上它大致相当等效于2.4到2.6之间。

行业会使用各种参数来对比前一代甚至是再前一代的制程，比如现在所谓的3nm，是相比于7nm和14nm，它的频率提高，面积缩小，功耗降低，密度增加，性能提升，所以请大家记住，3nm并不是晶体管的实际特征尺寸。

刘兴亮：现在有7nm，5nm，3nm，那未来是不是还会有1nm，再往后会如何发展？

陈启：业内已经在追求小于2nm的技术，并且以埃（Angstrom，符号为A）为单位表示，1A等于0.1nm，因此以下的数值可以转换为nm：20A相当于2nm，18A相当于1.8nm，16A相当于1.6nm，以此类推。

ICInsight提供的主要代工厂工艺节点量产路线图

欧洲有一个名为EMAC的机构位正在研发大约1nm的技术，这类研究更多是纯科研性质，具体何时问世尚不得而知。

目前我们人类在集成电路工艺上所观察到的尺寸仅限于1nm。对于更小尺寸，可能需要改变材料，也可能有新的命名方式。

刘兴亮：台积电3nm又划分为N3B、N3E，这种命名上的分区是什么？

陈启：它类似于汽车上的不同型号，例如运动型、舒适型、标准型等，比如N3B、N3E、N3X、N3P等等都是基于同一技术平台。

然而，不同客户有不同的需求。有些客户需要高性能，例如用于服务器的CPU需要有高性能；有些客户注重低功耗，例如用于手机的CPU需要控制散热。还有一些客户则着重于成本节约，因此，在同一技术平台上，会有多个细分版本如N3B、N3E、N3X等。