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在全球芯片供应吃紧之下，芯片制造巨头们加足马力开工之余，暗中较劲，在芯片3纳米制程技术（3nm）上争夺不休。
台积电与三星的3nm争夺战已然打响，前者已进入试产阶段，预计2022年下半年可正式量产，后者则预计2022年初即可成功量产。其中，三星3nm获得设计公司AMD和高通的青睐，英特尔或敲定台积电3nm代工订单。
3nm制程的量产对芯片产品和产业链发展有何意义，全球芯片是否会再迎新变局？在这一背景下，在芯片领域前赴后继的中国企业们，该如何发力？
3nm制程对抗升级
在半导体制造中，3nm制程工艺是继5nmMOSFET技术节点之后的又一个技术节点。芯片巨头们围绕这一技术都展开了前瞻性布局。截至目前，三星和台积电已宣布将3nm半导体节点投入商业生产，但量产时间不一。
在3nm芯片量产前，市场已是暗潮汹涌。
根据去年一份拓墣产业研究院发布的全球前十大晶圆代工厂数据，全球芯片代工市场可以分为四大阵营：台积电拿下半壁江山，市场占有率达到了55.6%；三星市场占有率16.4%位居第二；联电、格芯和中芯国际为第三阵营，市场占有率分别为6.9%、6.6%和4.3%；其他厂商市场占有率仅约1%。
多年位居老二的三星，一直在寻找赶超的机会。
“缺芯现象在全球蔓延，打乱了芯片巨头的原有投产计划，扩产的同时，巨头们的竞争也越发激烈。得益于智能手机的刚需，台积电一直是高端芯片制造的绝对霸主。在7nm、5nm制程工艺上三星较台积电慢了一步。要想挑战台积电，三星就必须抓住3nm小换代的机会。”接近三星人士透露。
虽然台积电在芯片3nm制程工艺上的布局时间较早，2016年就已经开始计划建设相关晶圆制造工厂，但三星发力更猛，并且凭借新的GAAFET技术，欲实现弯道超车。
根据双方公开信息，台积电预计在2021年进行风险生产，预计2022年下半年可正式量产；而三星在今年6月份就已经正式宣布3nm制程工艺技术已经成功流片，预计2022年初即可成功量产。
而产业链下游的半导体及科技巨头，也形成对抗阵营。在全球芯片紧张局势下，台积电或优先供给最大的客户苹果。据了解，苹果计划在2023年发布基于3nm的第三代M系列芯片。三星也宣称已有包括AMD、高通等12家合作伙伴选择深入合作。目前，联发科和苹果已经在争夺台积电3nm芯片首发权。
“科技巨头在专利上的纠纷愈演愈烈，矛盾也越来越多。随着制程工艺差距的缩小，它们之间的竞争也更为激烈。不过，虽然三星和台积电在3nm布局已久，但它们都面临技术难题。三星GAA技术可以提升芯片性能降低功耗，但3nm制程工艺的竞争力优势相对较弱，对漏电流控制变得很难，三星一度将量产时间推迟。台积电的3nm制程也陷入技术瓶颈。无疑，巨头们对3nm的抢夺，是一场困难的、昂贵的争夺战。”盘古智库高级研究员江翰对《证券日报》记者表示。
我国半导体迎赶超契机
为何芯片巨头在3nm上追赶得如此之紧？
“高端芯片是高端电子产品的核心，直接决定了电子产品的可用性能。提升制程几乎是提升芯片性能的代名词。目前，7nm以下的工艺主要用于智能手机和个人电脑，尤其对于智能手机而言，核心SoC工艺的先进性几乎和智能手机的档次等同。因此3nm的芯片工艺对于智能手机产业而言，意味着又一次小换代。台积电和三星电子谁会取得芯片争霸的胜利，就会得到主流厂商的订单和支持。”通信高级工程师袁博向《证券日报》记者表示。
他称，“3nm几乎是摩尔定律的极限，虽然台积电2nm工艺已经进入研发阶段但还未成熟。因此谁在3nm工艺占据先机，就意味可以较早带动技术变革，对于芯片制造产业而言也是意义重大的。”
制程发展到极限也会让各大IT厂商尽可能地加大备货力度。“目前，在市场供需不平衡和人为干预下，大量汽车、电子企业因缺芯而减产，而7nm以下性能的趋同，也让各大厂商干脆直接扫货，把台积电等头部厂商的制造能力提前锁定。这需要更多芯片企业快速成长起来。”华为云MVP马超表示。
袁博也认为，“目前智能手机的性能实际上处于过剩的状态，且自7nm以来，先进的工艺提升对智能手机的性能提升越来越有限。此外，万物互联涉及到电子产业，所需的主流芯片依然还是聚焦在28nm、14nm这些成熟的工艺，因此3nm工艺对汽车等其他电子产业的促进短期来看不会有太大的体现。这为我国半导体行业提供了良好的追赶契机。”
近年来，中国A股也有一批芯片企业成长起来。虽然相比台积电、三星，A股半导体公司在技术研发上还有很大的差距，但均在加大研发投入。从财报来看，去年中芯国际、韦尔股份、北方华创、汇顶科技等芯片企业的研发支出均在10亿元以上。寒武纪、国民技术等也在增加研发强度。目前，中芯国际已成功研发14nm技术节点并已实现量产，并为7nm芯片量产做准备。
纵观全球，当下，众多昔日的芯片巨头将制造业务大规模抛售给代工市场，制造优势不复存在，而中国企业正在奋力前进。
“在全球芯片短缺危机下，半导体行业代工、设计以及封测环节都在涨价，涨幅在10%以上，市场被部分巨头垄断，需要更多芯片企业的出现。目前14nm已可满足70%应用的需求，没必要去盲目跟进，国产芯片企业应抓住机会，从低端逐渐向高端延伸，为中国芯片的弯道超越提供可能。”江翰称。
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