事关3nm！三星与美企联手改善良率，能给台积电带来竞争压力么？

　　在芯片代工领域里，台积电和三星是老对手了，虽然，台积电目前具有领先优势，但是，三星也不甘落后。在3nm先进工艺方面，两家的竞争也开始正式拉开帷幕，都已经开始了量产。
　　不过，三星一直苦于3nm工艺良品率问题，一直也未能占得上风。如今，三星与美企联手改善3nm良率，能否赶上台积电，给它带来竞争压力？
　　三星与美企联手改善3nm良率
　　11月19日，据韩媒Naver报道称，三星已与美企Silicon Frontline Technology公司合作，希望通过对方的ESD（静电放电）预防技术，帮助三星晶圆厂改进前端（front-end）工艺和芯片性能。
　　三星表示，希望通过此项合作，以提高其公司的3nm芯片良率，以便于在3nm工艺上赶超台积电。
　　合作能改善三星3nm的良率么？
　　在先进工艺方面，三星的良品率一直存在问题，自5nm工艺开始到4nm-3nm，其良率问题变得更加严重。有消息称，三星的3nm良率只有20%，相当于生产100片晶圆只有20片是能用。
　　良率过低自然影响芯片性能水准，也会因生产过多的废片导致芯片制造成本增加，这就会导致三星先进工艺量产进度陷入瓶颈。之前就因为良率过低，三星的5nm和4nm出现了量产问题，为了避免3nm重蹈覆辙，三星才决定与Silicon Frontline Technology公司合作。
　　也许大家对这家美企有所陌生，其实，它是一家专门做芯片鉴定评估和 ESD（静电放电）预防技术的美国公司。
　　而这个ESD，对电子产品造成的破坏和损伤较大，特别是对于新技术和更大的芯片，ESD故障占据半导体故障的25%以上。在芯片制造过程中，设备和金属之间的摩擦造成的ESD，也是造成半导体芯片缺陷的主要原因之一。
　　简单点来说，由设备和金属摩擦产生的＂静电放电＂引起的3nm工艺缺陷，占据了25%以上。
　　那么，三星与Silicon Frontline Technology公司合作后，通过其ESD解决方案对全芯片和封装进行瞬态仿真，分析所有互连和器件，从而可以快速识别和纠正问题。这样，可以有利于降低ESD故障率，也等于提升了3nm工艺良率。
　　能否赶超台积电并给它带来竞争压力？
　　从技术应用的角度来看，三星3nm使用的是GAA技术，而台积电依然使用FinFET技术。以技术的先进性来看，GAA是FinFET的晋级版本，前者是一种环绕栅晶体管，能够大幅度提升晶体管的性能。
　　比如，三星的3nm工艺，相比7nm工艺各方面性能就提升了不少，比如：提升了35%的性能，降低50%的功耗，逻辑面积也提升了45%。比台积电3nm工艺提升数据大了一截，对应的数据分别是：18%、34%、18%。
　　光看技术应用，以及理论上的性能提升，三星确实能够给台积电带来竞争压力。但是，这些数据并不能说明任何问题，还是要看芯片工艺的良率、成本，以及市场和客户。在这些方面，台积电依旧占据着优势，三星还超不过它。
　　首先，良率与技术有差距
　　三星的GAA技术确实高于FinFET技术，但是，不代表台积电没有开发GAA技术，它在2nm就使用这个技术。台积电在3nm上使用更为成熟的FinFET技术，最主要的原因，还是要确保良率。
　　据了解，台积电3nm的良率依旧很高，与其5nm良率几乎一致。据台媒体消息，在台积电PPT一页内容上显示，其N3E 工艺进展良好，且平均良品率达到了80%以上。即便三星通过与美企合作改善良率，其良率想要达到80%以上，还有一段距离。
　　不仅如此，在3nm晶体管密度方面，三星与台积电也有一定的差距。据Digitimes就统计，三星3nm的晶体管密度大约为170 MTr/mm（百万晶体管每平方毫米），与台积电的5nm差不多，而台积电3nm的密度约为276.8MTr/mm。
　　其次，台积电在市场与客户方面有优势
　　台积电占据了全球50%以上的份额，这一点优势极大，三星想要争夺这些市场，破费一些力气才有点希望。而其中包含的大客户，基本上都是全球排名前十的设计公司，三星想要获得它们的认可，也需要时间。
　　在客户资源方面，苹果、英伟达、英特尔、联发科、高通等巨头，其实都偏向选择台积电，有望成为其3nm的客户。至于三星方面，截至目前，还未传出有大客户提出，要将订单交付给它来做。
　　这样，台积电会优先获取90%的先进工艺订单，有订单资源的支持，其3nm工艺才会走得更远。
　　另外，三星毕竟也做手机、电脑等相关业务，其实与苹果这类需求先进工艺大客户的存在竞争。想必，苹果这类大客户，更愿意选择台积电。毕竟，台积电更专注于芯片代工业务，与其他芯片设计、销售方不存在竞争关系。
　　总结
　　所以说，三星与美企合作，确实能够改善部分良率。但是，三星的3nm良率需要提升更多，还在于全面提升自身技术，才会大幅改善良率。
　　就目前的数据来看，三星可能还不能超过台积电并给它带来竞争压力，但是，未来怎么样，还是取决于三星自己。要是能更好的解决3nm良率问题，更好的降低成本，有足够的产能供给，或许会赢得更多的客户。
　　​