今年6月30日，三星电子官宣，已经可以量产基于GAA晶体管(Gate-All-Around FET，全环绕栅极)结构的3nm芯片。

这是全球首次采用GAA晶体管结构的芯片，标志着芯片制造进入了新的时代。

对于全球首个量产的3nm工艺，韩国媒体一致表示看好，中国台湾方面专家却持不同态度。

台湾工研院产科国际研究所总监杨瑞临表示，GAA工艺根本没有成熟，相关的测量、蚀刻、材料、化学品等方面，都存在问题，三星完全是赶鸭子上架。

话是这么说，但其中未必没有因为三星跑在台积电前面的原因。

可以被抢跑，但是不能被落下。

8月19日，在南京举行的2022年世界半导体大会上，台积电(中国)有限公司副总监陈芳表示，台积电N3(又称3nm)芯片将在今年下半年进入量产;3nm加强版N3E将会在2023年下半年(年底)量产。

自此，高端制程工艺3nm领域的战争拉开了序幕。

什么?你问英特尔怎么没入场?对不起，英特尔还在研究23年7nm量产的计划呢。

3nm的意义

芯片工艺的中的7nm、5nm、3nm指什么?

晶体管导电沟道的长度或者栅极宽度(尽管现在厂商宣传的只是等效工艺节点)，半导体技术发展史的本质就是晶体管尺寸的缩小史。从上世纪七十年代的10微米节点开始，遵循着摩尔定律一步一步走到了今天的5纳米。

伴随摩尔定律的不断被证实，芯片越做越小，晶体管也越来越小，在芯片设计进入纳米级之后，晶体管的漏电问题随之显现。

如果把晶体管看作一个“水渠”，那漏电问题就像是堤坝背后的水渗透出来了。

这就是“短沟道效应”，想要减少它带来的漏电功耗，就需要找到新的结构或者新的材料。

在把芯片做到22nm之后，大家采用的技术叫做FinFET (鳍式场效应晶体管)。

通过“嵌入”的方式增大接触面积，来获得更好的漏电控制性能，有点像把之前一维的晶体管做成二维。

而如今芯片越来越小，做到3nm上，FinFET 也不太够用了。

这一次，三星采用的技术工艺，叫做GAA(全环栅晶体管)，将原有的二维变成2.5维甚至三维。

本次三星的GAA-3nm，与FinFET5nm制程相比，降低了45%的功耗，提升了23%的性能，并减小了16%的面积。

与三星不同，台积电在3nm上依旧使用FINFET，只是更加花里胡哨。

光是制程节点就分出五个：N3、N3E、N3P、N3X、N3S。

在N3被苹果嫌弃太贵之后，N3E预计明年正式量产。

事实上，目前市面上真正能够用到3nm工艺的产品很少，苹果、高通、英伟达，再加上近几年的极少数国内公司，两只手都数得过来。

虽然少，但这不影响3nm本身的重要性。

在摩尔定律即将失效的最后几年中，高端制程工艺每提升一小步，对于整个电子产业来说就是极其重要的一大步。

谁能量产3nm，也就能够说明自身企业技术力的强悍和先进。

两方出招

就在三星宣布3nm可量产的那个月，三星电子副董事长李在镕开启了访欧之旅，访问途中最关键的一站就是那个拥有ASML的荷兰。

跟多名 ASML 高层举行会谈之后还是不放心，干脆直接向荷兰总理要起支持： “千万确保 ASML 稳定供应 EUV 光刻机。”

能让李在镕这么拉下脸皮，无非还是因为ASML跟台积电穿一条裤子已久，不找人打包票终归是不放心。

前两年的芯片荒，说到底还是成熟工艺上产能不足的问题，一旦这个问题到了先进制程上，那三星就是落了个空有“屠龙刀法”却找不到“屠龙刀”的下场。

毕竟就连竞争对手台积电也在担心这个问题，同月月初，台积电给多家客户提前打了预防针，表示公司未来两年扩产速度不如之前计划的那么快，主要原因就是EUV供给不足，预计2024 年先进制程工艺的缺口可能高达 20%。

对于这一情况，与三星不同，台积电选择直接抱大腿。

11月开始， 台积电工程师陆续搭包机飞往美国亚利桑那州厂区，第一批300人的工程师团队带上家属，包了10架飞机才搞定，后面还会把设备拉过去。设备到厂典礼后，台积电在美第一座工厂就会进行试产和量产，此举也被各家媒体戏称为“美国搬空台积电”。

厂区、人才、设备，统统奉上，何愁后续的光刻机不够?

后面张忠谋公开表示，不止是5nm的厂，之后还会再建一个3nm的，确保先进制程在美顺利投产。

各方押注

好像是为了回击“外界对于三星找不到3nm客户”的说法，前不久三星电子代工事业部副社长沈相弼在近期的事业说明会上表示，该公司在 3nm 工艺的客户关系上不比台积电落后，多家来自中国和美国的企业都在和三星合作开发 3nm 工艺半导体，其中包括高通(手机 SoC)、英伟达(GPU)、百度(AI 芯片)、IBM(服务器 CPU)等。

如果说法属实的话，或许我们会在两年后看到各家3nm制程的产品上市。

之所以对这种说法存疑，还是因为提到了高通，业内基本都知道高通在三星这里经历骁龙 888 和骁龙 8 Gen 1 连续两代产品的失败之后，重新在台积电下单了新一代骁龙。

一定要找到这几家选择三星的原因，那还是找得出来的。

一个是分摊风险，英特尔3nm遥遥无期，现在就是鸡蛋放在两个篮子的问题，万一三星的3nm GAA工艺确实优于台积电的FinFET，那到时候再下单就太迟了。

二是成本优势，三星一贯是比台积电要便宜的，在3nm上也不例外，光是看看台积电的N3工艺连苹果第一时间都不能买单，就很说明问题了。

而且对于高通来说，同样是做手机SOC，选择台积电的话，肯定还要等对方先服务了苹果，才能轮到自己，那同为3nm的市场竞争就要慢上很多了。

当然，上述分析都是建立在这些企业确实选择了三星的基础上。

至于台积电，只有别人怕排不上队，没有台积电担心没人来的道理

目前已经证实明年台积电3nm的客户就有苹果和英特尔两家科技巨头，光是这两家就足够榨干台积电明年3nm的产线了。

虽然两家都标榜着23年开始量产，但新的工艺需要经过初期的小规模投产和良率不断提升，才能开始大规模量产。

台积电 3nm 工艺明年将率先应用于苹果 A17，三星 3nm 首发客户的主要是国内的矿机芯片厂商 PanSemi，向英伟达、高通等客户提供的产能预计最早也要等到 2024 年。

鹿死谁手?

在芯片代工这个领域，最核心的还是技术实力。

而这里的技术实力，不仅体现在3nm相较于5nm提升的性能，降低的功耗上，关键还是良率，三星这次的GAA工艺或许是一次超越台积电的机会，但是一旦良率上不去，走了当初骁龙5nm的老路，那势必会在未来3-5年内难以抓住高端工艺市场的核心客户。

而台积电沿用了早已得心应手的FinFET，魏哲家还曾暗示三星的3nm比台积电的4nm还有一段差距，但三星的GAA这次要是稳住了，都不用比台积电好，只要算得上差强人意，那就会让三星抓住机会，在3nm领域成功让台积电吃瘪。

芯片代工是强者愈强、赢者通吃的游戏，谁会在3nm的大战里获得胜利，就看明年两家交出的答卷了。

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