真正的较量从“2纳米”开始…三星与台积电竞争加剧（综合）

by Kim Pyeonghwa

Published 28 Jun.2023 14:35(KST)

三星电子举办“Foundry Forum 2023”
公开2025年2纳米量产详细路线图

进军8英寸氮化镓功率半导体市场
封装合作组织“MDI联盟”成立

为提升代工（半导体委托生产）业务竞争力，三星电子预告将于2025年实现2纳米（nm，1nm=10亿分之1米）工艺量产。继去年率先在全球启动3nm工艺量产之后，此次也为实现技术“超越式差距”提出了更为具体的路线图。

三星电子将把2nm量产范围扩展至2025年的移动终端、2026年的高性能计算（HPC）以及2027年的车用（汽车电子）领域。公司还表示，2nm工艺相比最新的3nm第二代工艺，性能可提升12%，能效可提高25%。三星电子将凭借在先进工艺领域的超越式技术优势，与目前行业第一的台湾台积电（TSMC）展开全面竞争。

Choi Siyoung 三星电子晶圆代工事业部社长正在美国硅谷举行的“Samsung Foundry Forum 2023”上发表主题演讲。三星电子提供

三星电子公布“2纳米”代工战略，剑指战胜台积电

三星电子于27日（当地时间）在美国硅谷举办“Samsung Foundry Forum 2023”。三星电子当日以“跨越边界的创新”为主题，提出在人工智能（AI）时代克服半导体极限的方法。三星电子代工事业部社长 Choi Siyoung 称：“许多客户正在开发符合自身产品和服务需求的AI专用半导体”，“我们将创新针对AI半导体优化的环绕栅极（GAA）晶体管技术，引领AI范式变革。”

GAA是一种通过扩大栅极面积来提升数据处理速度和能效的下一代晶体管技术。由于能够突破现有鳍式场效应晶体管（FinFET）结构的局限，被视为有望改变代工格局的关键技术。三星电子自去年6月开始量产3nm工艺，率先在业内导入GAA技术。公司认为，过去一年间已显著提升GAA技术实力，因此在2nm工艺上将具备巨大竞争优势。三星电子DS部门社长 Kyung Kyehyun 曾强调：“从2nm开始，行业第一（TSMC）也会采用GAA技术，届时我们的技术水平将与行业第一相当。”

三星电子当日公开了计划于2025年量产的2nm工艺的详细规划和技术水平。公司表示，将在代表2nm工艺的SF2平台上，以移动产品为中心启动量产。2026年扩展至HPC，2027年扩展至车用（汽车电子）领域。SF2相较于SF3（3nm第二代工艺），性能可提升12%，能效可提高25%，芯片面积则可缩小5%。至于1.4nm工艺，仍按计划在2027年实现量产。

三星电子目前在基于GAA的3nm第一代工艺（SF3E）上，已接受无晶圆厂（半导体设计）企业订单并进行产品量产。SF3则处于与需要移动终端、HPC等高性能低功耗技术的客户进行洽谈的阶段，计划于2024年实现量产。公司已与部分客户基于SF3制作测试芯片。为准备SF2量产，将在明年上半年之前，获取客户所需的各类高速接口设计资产（IP）。鉴于3nm及以下代工市场规模今后将快速扩大，三星电子计划在先进工艺领域集中力量争取客户。

市场调研机构Omdia预测，3nm及以下代工市场规模将从今年的8.55亿美元增长至2026年的38.18亿美元。该机构还表示，年均增幅将达到65.3%。在整体代工收入中，3nm及以下工艺占比预计将从今年的8%提升至2026年的24.4%。如果扩展到5nm及以下工艺，这一收入占比最高可提升至41.2%。

启动8英寸电力半导体业务……推进Shell-First战略与产能扩张

为扩大代工领域的盈利来源，三星电子正推进新业务。公司将于2025年启动面向消费终端、数据中心和汽车电子的8英寸氮化镓（GaN）电力半导体代工服务。电力半导体负责在电动车、电子产品等各类设备中控制电流方向和电力转换，其用途正不断扩大。GaN能够突破传统硅（Si）半导体的局限，实现系统高速开关和最大化节能效果。

三星电子还将为抢占第六代移动通信（6G）先行技术，开发5nm射频（RF，Radio Frequency）工艺，并于2025年上半年实现量产。采用该工艺后，能效相比现有14nm工艺可提升40%以上，芯片面积可缩小50%。公司还计划将目前量产中的8nm、14nm RF工艺，从移动终端扩展到汽车电子等多种应用领域。

为快速应对不断变化的市场需求，扩大Shell-First战略也至关重要。所谓Shell-First战略，是指先行建设洁净室，再根据未来市场需求灵活投资设备，从而确保稳定的生产能力，并及时响应客户需求。三星电子目前正于京畿道平泽和美国泰勒先行建设半导体洁净室。预计到2027年，洁净室规模将较2021年扩大7.3倍。

扩大代工产能同样不可或缺。三星电子计划在下半年于平泽三号生产线正式量产包括移动终端在内的多种应用产品。公司在美国建设中的泰勒工厂一号生产线将于下半年完工，并在明年下半年正式投产。此外，三星电子还将把正重塑为国家产业园区的龙仁打造为另一生产基地。三星电子已决定在龙仁建设的系统半导体集群内新建5座代工厂（Fab）。

应对封装课题，成立MDI联盟

三星电子将与多个领域的合作伙伴携手，以满足日益多样化的客户需求。公司当日宣布，将与“Samsung Advanced Foundry Ecosystem（SAFE）”全球合作伙伴中的存储器、封装基板、测试企业一道，成立最前沿封装协商机构“Multi-Die Integration（MDI）联盟”。MDI联盟将构建2.5维（2.5D）、3维（3D）异构集成（使具备不同功能的半导体像一颗芯片那样协同工作的封装技术）生态系统，并根据不同应用领域推出最先进封装的一站式（One-stop）交钥匙服务。

三星电子代工事业部副社长 Gye Jongwook 表示：“我们正通过与SAFE合作伙伴协作，在导入最先进工艺和异构集成技术的过程中，将不断上升的设计复杂度降至最低”，“以本次论坛为契机，我们将实现SAFE生态系统在数量和质量上的双重成长，助力客户实现创新与成功。”

三星电子将于28日（当地时间）在美国硅谷以“加速创新速度”为主题举办SAFE论坛。SAFE论坛是三星代工客户与合作伙伴齐聚一堂，分享先进代工技术与趋势的活动。三星电子还将于下月4日在韩国举办“Samsung Foundry Forum”和“SAFE论坛”。下半年，公司将在欧洲和亚洲地区举办Samsung Foundry Forum，面向各地区客户推出定制化解决方案。