近日，中国台湾省《工商时报》报道称，TSMC 3nm工艺技术研发和试产完成后，第三季度后半段投片量将开始上升，第四季度每月投片量将达到1000片以上的水平，从而进入量产阶段。从目前的情况来看，3nm工艺初期的良品率要好于之前的5nm工艺，明年量产稳定，开始贡献营收。作为TSMC最大的客户，苹果将率先采用新技术。据说M2 Pro将基于3纳米技术打造。
(来源:三星官方)
作为TSMC的老对手，三星自然不会示弱。7月宣布3nm工艺量产并正式出货，比TSMC早。现在，两家芯片代工厂已经步入3nm时代，宣布两家公司的最后决战即将响起。为了抢TSMC的订单，三星正豪掷5000亿韩元(约合人民币257亿元)扩大4nm工艺的生产，希望获得高通、AMD、英伟达等大厂的订单。
TSMC和三星之间的竞争已经持续了近十年。三星这次能借助3nm技术弯道超车TSMC吗？答案可能很快就会揭晓。
TSMC和三星之间的历史恩怨
作为芯片代工厂，TSMC和三星实际上不会进入芯片R&D或销售领域，以避免与客户竞争。因此，他们赚钱的主要方式依赖于苹果、AMD和高通等芯片制造商提供的OEM订单。其中，苹果无疑是最大的客户。每年仅iPhone产品就可能需要超过2亿个芯片。现在加上M系列，对芯片的需求非常夸张。谁能拿下苹果的芯片订单，就意味着你的营收有了稳定的保障，这真的是TSMC和三星争夺的目标。
(来源:苹果官方)
早些年，三星其实是占据绝对优势的。乔布斯在2007年发布第一代iPhone时，使用的是从三星购买的ARM架构芯片。随后安装在iPhone 4、iPhone 4s、iPhone 5和iPhone 5s/5c上的A4、A5、A6和A7芯片也是三星制造的。那时，TSMC什么也没发生。
转折点发生在2011年，因为三星本身从事手机R&D和销售业务，是全球最大的手机厂商，所以在智能手机市场与苹果存在竞争关系。当时，苹果在美国对三星提起诉讼，称三星第一代Galaxy手机与iPhone过于相似，侵犯了多项苹果专利，要求赔偿10.5亿美元。三星自然不服气，两家就这样互相拉扯。直到2018年6月，双方才达成和解。
(来源:theverge)
苹果与三星矛盾重重，苹果自然不想继续找三星代工，于是从2011年开始了“去三星化”的进程。本来A5、A6、A7芯片都是准备找其他厂商代工的，但是TSMC当时的工艺没有三星好，良品率也远不及预期。苹果只能继续选择三星，直到2014年推出A8芯片，才全部由TSMC代工。
TSMC可以成功地从三星手中抢走苹果的订单。一方面，苹果渴望找到替代的合同制造商，这为TSMC创造了巨大的机会。另一方面，TSMC在20nm工艺上取得重大突破，良品率大幅提升。但是三星的20nm工艺突然掉链子，关键问题久久不能解决，良品率达不到苹果的要求。正是这样一个有利的时间和地点，TSMC成功地拥抱了苹果的大腿。
自然，客户在三星被抢的时候很不爽，所以决定不搞20nm，选择直接从28nm跳到14nm，这样就能赶超TSMC的16nm。所以2015年A9芯片上，苹果重新分配了部分订单给三星，于是出现了TSMC代工和三星代工两个版本。理论上，三星的14nm性能应该比TSMC的16nm好，但消费者的口碑却完全相反。很多人担心买三星代工版。
(来源:9to5mac)
这次失利让三星彻底失去了苹果的代工订单。后来的A10、A11和A12，以及今年的A16都是由TSMC代工，制造工艺从2015年的16nm稳步提升到4nm。隔壁的三星真的在追赶TSMC。去年，它还量产了4纳米芯片。高通骁龙8 Gen1基于三星的4纳米产品。但实际表现有目共睹，以至于下半年骁龙8+ Gen1被紧急转投TSMC 4nm代工，强行挽救了高通的声誉和市场地位。
在芯片代工赛道上，三星的起点比TSMC领先几百米，但却让TSMC在中期连续几场失利，才一步步走过来，直到今天的大幅领先。TSMC的迅速崛起打乱了三星技术迭代的节奏，以至于一代人拖垮了另一代人。经过多年的积累，三星和TSMC的同代工艺也有明显的性能差距。真的很难追上甚至超车。
三星的最后“最后一战”
事实上，三星也知道自己和TSMC之间存在这种技术差距，所以要想赶超TSMC，就必须拿出更强的“杀手锏”。根据官方介绍，三星的3nm工艺采用了更先进的GAA环绕栅晶体管，领先于TSMC的FinFET技术。与目前的7nm工艺相比，三星的3nm GAA技术的逻辑面积效率提高了45%，性能提高了35%，功耗降低了50%。从纸面参数来看，三星的3nm确实强于TSMC的3nm，但实际表现如何还是未知数。希望2015年的情况不会重演。
(来源:wccftech)
在前几年连续失利后，三星几乎把赶超TSMC的所有希望都押在了3纳米技术上。早在2019年，TSMC刚刚推出第二代7nm工艺的时候，三星就在布局3nm GAA工艺，并与新思科技合作完成了3nm芯片的设计研发。虽然量产时间从2021年推迟到2022年，但会在TSMC之前实现。可以说，3nm相当于三星最后的“最后一战”。如果我们能一举赶上TSMC，我们可能有机会在未来形成一家独大的局面。否则TSMC将完全垄断全球先进工艺芯片产能，因为下一步2nm工艺难度更大，即使能量产也是三四年后的事了。
根据TrendForce公布的数据，2022年第一季度，TSMC在代工市场的份额高达53.6%，而三星排名第二，份额仅为16.3%。差距还是挺远的。虽然三星的3nm工艺率先实现量产，但高通、AMD、Nvidia等客户是否会采用还是未知数，更不用说从TSMC拿回苹果的订单了。由此可见，即使三星实现了对TSMC的超车，想要挽救目前的市场局面也是相当困难的。毕竟两者的差距真的太大了。
(来源:TrendForce)
如今全球半导体产业已经进入高速发展阶段，先进的技术必然是最关键的技术储备。但说实话，真正需要5nm和3nm工艺的芯片产品很少，每年都只在手机芯片上看到。英特尔的第12代酷睿仍然使用10nm技术，AMD即将推出的锐龙7000系列也刚刚使用了5nm技术。在这个层面上，芯片的性能已经完全满足了消费者的日常需求，大家对3nm甚至更先进技术的需求其实并没有想象中那么迫切。
3nm工艺确实可以显著提升手机芯片的性能和能耗，但目前的手机处理器性能早已严重过剩，很难充分利用更多的性能。一味追求工艺流程的进步，只是让纸面数据看起来更加华丽，并没有给用户的实际体验带来太大的提升。而且采用更先进的工艺意味着处理器的制造成本更高，手机的价格也更贵，需要消费者来承担。
(来源:三星官方)
在肖磊看来，TSMC和三星在3nm技术上发力，更多的还是在向行业展示自己的技术实力，以巩固企业在行业和市场的地位，提升企业的影响力。真正需要使用3nm工艺的产品真的很少。其实电动车上大量的芯片28nm就足够满足需求了。如果三星能在3nm上成功，那么5nm和7nm的订单自然会相应增加，对提高市场份额有很大帮助。就看三星能不能打赢这场翻身仗了。