集微网消息，台积电和三星的盈利结构显示，在价格较高的纳米竞争领域，利润率更高。自从英特尔在 7nm 掉队，只有台积电和三星电子能够达到 5nm 以上至 3nm。近日，传出高通看中了台积电 3nm 工艺，但出于成本考虑，还是将下一代骁龙 8 Gen 3 交由三星和台积电共同代工的消息。
风云再起，台积电与三星的 3nm 或将首次同台竞技。前脚有机构指出台积电 N3 良率最高可达 75% 至 80%，三星紧跟着表示全球首家采用高端 EUV 薄膜技术，尖端工艺的唯二两名玩家再次掀起话题。
良率吊打，台积电技术稳赢
据 Business Next 采访报道，半导体行业分析师和专家估计，目前台积电的 N3 良率可能在 60%~70%，最高在 75%~80%，第一批的成绩还算不错。金融分析师 Dan Nystedt 发推表示台积电目前的 N3 收益率与早期的 N5 收益率相似，后者可能高达 80%。
相比之下，三星代工厂的 3GAE 良率在早期阶段从 10%~20% 不等，废片率高得离谱，并且没有改善。
虽然估计差异很大，但报告指出关于台积电目前的 N3 良率有几点需要注意。首先，良率计算的方式有争议，结果可能不够有参考性。具体来说，可能针对通过台积电 Fab 18 运行的商业晶圆计算，也可能针对包含各种 IP 的测试晶圆计算。其次，除了台积电和它的客户之外，没有人知道此时商业或测试晶圆的确切良率。第三，如果只考虑商业晶圆，消息称目前台积电 N3 用于为早期采用者。
但机构也指出，由于台积电商业生产的 N3 设计数量目前有限，并且与良率相关的数据是代工厂及其客户的商业机密，无法知道台积电的 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挣扎，近期也有了新动作。据台媒报道，三星电子将在其 3nm 工艺中采用透光率超过 90% 的最新 EUV 薄膜（pellicle）以提高良率，这些薄膜将来自韩国公司 S&S Tech。
光掩膜板材料（Blankmask）公司 S&S Tech 在 2021 年生产成功开发出了透光率达 90% 的半导体 EUV 薄膜，一举成为除了 ASML 之外拥有这项技术的公司。ChosunBiz 报道，据业内人士透露，S&S Tech 最早将于今年上半年进入透光率超过 90% 的 EUV 薄膜的批量生产，良率目标是应三星要求，提高到 94%。
在三星投资的半导体材料和设备供应商中，S&S Tech 获得了最多的投资资金。2020 年 7 月，三星通过注资 658 亿韩元（5200 万美元）获得了 S&S Tech 的 8% 的股份。
据悉，薄膜在 EUV 工艺时代起着至关重要的作用，可以防止 EUV 受污染而导致良率性能不佳。三星将采用透光率超过 90% 的薄膜，以尽量减少光源的损失并稳定其 3nm 芯片的生产良率。
据报道，目前还没有一家晶圆代工厂采用透光率超过 90% 的薄膜。主要的 EUV 薄膜供应商包括荷兰的 ASML、日本的三井化学、同属韩国公司的 S&S Tech 和 FST。三星现在投资 S&S Tech 和 FST，以开发自用 EUV 薄膜。
彼时，GAA 相关的蚀刻及量测问题尚待克服，材料、化学品等也需要提升，以及全球 GAA 生态系统还未完全到位，三星 3nm GAA 技术的量产属于 " 赶鸭子上架 "。当这些问题逐个突破，生态系统完善，三星能否迎头赶上还未可知。
对手的弱点就是机会
半导体技术竞争的焦点集中在最先进的数字上，但其实产品力是技术进入到市场的重要考量。现代半导体生产技术包含数以千计的工艺步骤，并取决于材料、使用的晶圆厂设备工具、工艺配方和许多其他因素，因此，可能有数以千计个影响产量的因素。
高通对台积电的态度悬而未决，有一个重要的原因就是成本。台积电 3nm 晶圆的报价是 2 万美元 / 片，比 5nm 贵了 20%。高通测算后发现，对于自己这意味着数百万美元的成本增加。这对于其下游客户也就是手机厂商们也是很不友好的。
其次，台积电工艺制程繁杂，N3 ( N3B ) 、N3E、N3S、N3P 和 N3X 都是非常不同的制造技术，尽管 N3 早期良率颇佳对其余节点来说是个好兆头，但并不能保证其他节点也会同样成功。如果台积电仅考虑其最大客户苹果公司的需求，运用在为大众市场产品提供动力的芯片组上，N3 收益率下缘的 60% 其实也并不高。
值得注意的是，作为科技核心的半导体成为各国进行战略博弈的要地，台积电的强势给 " 二把手 " 三星带来机会。为了降低对台积电的依赖，其实美国有意扶植韩国 3nm 技术。例如拜登日前访问韩国时，专机刚落地就匆匆赶往首尔以南 70 公里外的三星平泽厂参观 3nm 芯片。三星后续发展还有待观察。 |
