知名分析機構集邦咨詢昨天表示，英特爾計劃將 Meteor Lake 的tGPU芯片組外包給臺積電制造。按照計劃，他們的最初量產(chǎn)計劃在 2H22 進行，但后來由于產(chǎn)品設計和工藝驗證問題推遲到 1H23。近日，該產(chǎn)品的量產(chǎn)計劃因故再次推遲至2023年底，幾乎完全取消了原定于2023年預定的3nm產(chǎn)能，僅剩下少量晶圓投入用于工程驗證。

按照集邦的說法，此次事件對臺積電的擴產(chǎn)計劃造成了影響很大，導致蘋果成為2H22至2023年初第一波3nm制程客戶中唯一一家，產(chǎn)品包括M系列芯片和A17 Bionic。有鑒于此，臺積電決定放慢擴產(chǎn)進度，以確保產(chǎn)能不會過度閑置，導致巨大的成本攤銷壓力。除了正式通知設備供應商公司有意調(diào)整2023年設備訂單外，由于3nm擴產(chǎn)成本高昂，集邦咨詢預計此舉還將影響臺積電2023年CapEx計劃的部分內(nèi)容。因此，臺積電 2023 年的資本支出規(guī)模可能低于 2022 年。

值得一提的是，雖然英特爾大幅調(diào)整2023年外包計劃，導致臺積電推遲2023年擴產(chǎn)計劃，但放眼AMD、聯(lián)發(fā)科、高通等其他先進制程客戶，這些公司都陸續(xù)計劃到2024年量產(chǎn)其3nm產(chǎn)品2024 年。同時，蘋果 2024 年新款 iPhone 有望全面采用 3nm 處理器。上述客戶的引入，將為臺積電2024年的3nm產(chǎn)能利用率和營收表現(xiàn)注入動力。

根據(jù)臺積電技術論壇資料，位于南科Fab 18廠區(qū)的P5～P9廠等共5座12吋廠興建計劃已啟動，他們將成為公司3納米的主要生產(chǎn)重鎮(zhèn)，而這次傳言變動，將會給臺積電帶來新的不確定性。

對于記者提問相關消息，臺積電回應指出：“臺積公司不評論個別客戶業(yè)務。公司產(chǎn)能擴充項目按照計劃進行?！绷硗?，調(diào)研機構以賽亞調(diào)研也指出，3/5nm等先進制程有八成左右是共用機臺，因此臺積電可以根據(jù)其他制程客戶的需求彈性調(diào)配。

在早前舉辦的技術研討會上，臺積電宣布的關鍵事項之一是其屬于其 N3（3 納米級）這些先進節(jié)點，它們將在未來幾年用于制造先進的 CPU、GPU 和 SoC .N3：未來三年的五個節(jié)點

隨著制造工藝變得越來越復雜，它們的尋路、研究和開發(fā)時間也變得越來越長，因此我們不再看到臺積電和其他代工廠每兩年就會出現(xiàn)一個全新的節(jié)點。在 N3 中，臺積電的新節(jié)點引入節(jié)奏將擴大到 2.5 年左右，而在 N2 中，它將延長到 3 年左右。

這意味著臺積電將需要提供 N3 的增強版本，以滿足其客戶的需求，這些客戶仍在尋求每瓦性能的改進以及晶體管密度每年左右的提升。臺積電及其客戶需要多個版本的 N3 的另一個原因是，代工廠的 N2 依賴于使用納米片實現(xiàn)的全新柵極環(huán)繞場效應晶體管 (GAA FET)，預計這將帶來更高的成本、新的設計方法、新 IP 和許多其他變化。雖然尖端芯片的開發(fā)人員將很快轉向 N2，但臺積電的許多普通客戶將在未來幾年堅持使用各種 N3 技術。

在其 2022 年臺積電技術研討會上，該代工廠談到了將在未來幾年推出的四種 N3 衍生制造工藝（總共五個 3 納米級節(jié)點）——N3E、N3P、N3S 和 N3X。這些 N3 變體旨在為超高性能應用提供改進的工藝窗口、更高的性能、增加的晶體管密度和增強的電壓。所有這些技術都將支持 FinFlex，這是 TSMC 的“秘密武器”功能，極大地增強了他們的設計靈活性，并允許芯片設計人員精確優(yōu)化性能、功耗和成本。

*請注意，臺積電在 2020 年左右才開始分別發(fā)布針對模擬、邏輯和 SRAM 的晶體管密度增強。其中一些數(shù)字仍然反映了由 50% 邏輯、30% SRAM 和 20% 模擬組成的“混合”密度

臺積電的第一個 3 納米級節(jié)點稱為 N3，該節(jié)點有望在今年下半年開始大批量制造 (HVM)。實際芯片將于 2023 年初交付給客戶。該技術主要針對早期采用者（如Apple 等），他們可以投資于領先的設計，并從前沿節(jié)點提供的性能、功率和面積 (PPA) 中受益。但由于它是為特定類型的應用量身定制的，因此 N3 的工藝窗口相對較窄（產(chǎn)生確定結果的一系列參數(shù)），就良率而言，它可能并不適合所有應用。

這就是 N3E 發(fā)揮作用的時候。

新技術提高了性能，降低了功耗，增加了工藝窗口，從而提高了良率。但權衡是該節(jié)點的邏輯密度略有降低。與 N5 相比，N3E 將提供 34% 的功耗降低（在相同的速度和復雜性下）或 18% 的性能提升（在相同的功率和復雜性下），并將邏輯晶體管密度提高 1.6 倍。

值得注意的是，根據(jù)臺積電的數(shù)據(jù)，N3E 將提供比 N4X更高的時鐘速度 （2023 年到期）。不過后者也將支持超高驅(qū)動電流和1.2V以上的電壓，在這一點上它將能夠提供無與倫比的性能，但功耗非常高。

總的來說，N3E 看起來是比 N3 更通用的節(jié)點，這就是為什么臺積電在這一點上擁有更多的“3nm 流片”，而不是在其類似的開發(fā)階段擁有 5nm 級節(jié)點也就不足為奇了.

使用 N3E 的芯片的風險生產(chǎn)將在未來幾周（即 2022 年第二季度或第三季度）開始，HVM 將在 2023 年中期開始（同樣，臺積電沒有透露我們是在談論第二季度還是第三季度）。因此，預計商業(yè) N3E 芯片將在 2023 年底或 2024 年初上市。

N3 的改進并不止于 N3E。臺積電將在 2024 年左右的某個時間推出 N3P，這是其制造工藝的性能增強版本，以及 N3S，該節(jié)點的密度增強版本。不幸的是，臺積電目前沒有透露這些變體將提供哪些改進到基線 N3。事實上，此時臺積電在其路線圖的所有版本中甚至都沒有展示 N3S，因此嘗試猜測其特性確實不是一個好生意。

最后，對于那些無論功耗和成本都需要超高性能的客戶，臺積電將提供N3X，它本質(zhì)上是N4X的意識形態(tài)接班人。同樣，臺積電沒有透露有關該節(jié)點的詳細信息，只是表示它將支持高驅(qū)動電流和電壓。我們可能會推測 N4X 可以使用背面供電，但由于我們談論的是基于 FinFET 的節(jié)點，而臺積電只會在基于納米片的 N2 中實現(xiàn)背面供電軌，我們不確定情況是否如此。盡管如此，在電壓增加和性能增強方面，臺積電可能有許多優(yōu)勢。

說到增強功能，我們絕對應該提到臺積電 N3 的秘訣：FinFlex 技術。簡而言之，F(xiàn)inFlex 允許芯片設計人員精確地定制他們的構建模塊，以實現(xiàn)更高的性能、更高的密度和更低的功耗。

當使用基于 FinFET 的節(jié)點時，芯片設計人員可以在使用不同晶體管的不同庫之間進行選擇。當開發(fā)人員需要以性能為代價來最小化裸片尺寸并節(jié)省功耗時，他們會使用雙柵極單鰭 (2-1) FinFET（見圖）。但是，當他們需要在芯片尺寸和更高功率的權衡下最大限度地提高性能時，他們會使用三柵極雙鰭 (3-2) 晶體管。當開發(fā)人員需要平衡時，他們會選擇雙柵極雙鰭 (2-2) FinFET。

這是一個公平的權衡，但它并不適用于所有情況，尤其是當我們談論使用比現(xiàn)有技術更昂貴的 3 納米級節(jié)點時。

對于 N3，臺積電的 FinFlex 技術將允許芯片設計人員在一個模塊內(nèi)混合和匹配不同類型的 FinFET，以精確定制性能、功耗和面積。對于像 CPU 內(nèi)核這樣的復雜結構，這樣的優(yōu)化提供了很多提高內(nèi)核性能的機會，同時仍然優(yōu)化了裸片尺寸。因此，我們渴望看到 SoC 設計人員將如何在即將到來的 N3 時代利用 FinFlex。

FinFlex 不能替代節(jié)點專業(yè)化（性能、密度、電壓），因為工藝技術比單一工藝技術中的庫或晶體管結構有更大的差異，但 FinFlex 看起來是優(yōu)化性能、功率和成本的好方法臺積電的 N3 節(jié)點。最終，這項技術將使 FinFET 的靈活性更接近基于納米片的 GAAFET 的靈活性，后者將提供可調(diào)節(jié)的通道寬度，以獲得更高的性能或降低功耗。

與臺積電的 N7 和 N5 一樣，N3 將成為世界上最大的半導體對比度制造商的另一個持久節(jié)點系列。尤其是隨著臺積電在 2nm 階段轉向基于納米片的 GAAFET，3nm 系列將成為該公司“經(jīng)典”前沿 FinFET 節(jié)點的最后一個系列，許多客戶將堅持使用幾年（或者更多）。

反過來，這也是臺積電為不同應用準備多個版本的 N3 以及 FinFlex 技術的原因，以便為芯片設計人員的設計提供一些額外的靈活性。

首批 N3 芯片將在未來幾個月內(nèi)投入生產(chǎn)，并于 2023 年初上市。同時，臺積電在 2025 年推出 N2 工藝技術后，仍將繼續(xù)使用其 N3 節(jié)點生產(chǎn)半導體。

在臺積電3nm生產(chǎn)計劃有變的時候，三星則高歌猛進。在今年六月，三星表示，公司已經(jīng)開始生產(chǎn) 3nm 芯片，在更節(jié)能的制造工藝上擊敗了競爭對手芯片制造商臺積電。

三星表示，與之前的 5nm 工藝相比，新制造工藝的能效提高了 45%，性能提高了 23%，表面積縮小了 16%。未來，它希望其第二代3nm工藝能夠分別降低50%和35%的功耗和35%的尺寸，并將性能提高30%。

該公告是三星努力與臺積電競爭的一個重要里程碑，臺積電主導著合同芯片生產(chǎn)市場，并且是蘋果 iPhone、iPad、MacBook 和 Mac 芯片的制造商。不過據(jù)彭博社報道稱，除非三星能夠證明其新 3nm 工藝的成本效益與市場領導者具有競爭力，否則三星不太可能搶占臺積電的市場份額。

三星表示，這些芯片最初將用于“高性能、低功耗計算”應用，但它計劃最終將它們用于移動設備。彭博社指出，這些芯片目前將在韓國生產(chǎn)，最初在其華城工廠生產(chǎn)，然后擴展到平澤。

雖然三星第一代芯片并沒有被大家看好。但根據(jù)報道，三星的第二代GAA芯片已經(jīng)開始投入日程了。據(jù)外媒appuals報道，三星第二代3nm工藝將在2024年進行大規(guī)模出貨。在爆料者Sravan Kundojjala的推文中，他保證三星可能會以其第二代 3nm芯片吸引手機制造商的注意。

除了在工藝方面推進的同時，三星在制造方面也有了很大膽的目標。據(jù)報道，隨著美國國會準備批準 520億美元來補貼擴大的美國半導體制造和研究，三星公布了在德克薩斯州建造 11 家新芯片廠的潛在計劃，這個擴產(chǎn)的投資為1910億美元。

在向德克薩斯州提交的第 313 章申請中（這是將導致該州為這些項目發(fā)放稅收減免的長期規(guī)劃過程的第一步）三星表示，11 個新工廠中的第一個將在 2034 年之前投入運營。然而，這家韓國企業(yè)集團強調(diào)，公開文件并未承諾三星將建造新的芯片工廠，該公司保留更改計劃的權利。

需要強調(diào)一下，三星這個是一個潛在計劃，如果成行了，必然會在產(chǎn)能上給韓國巨頭帶來很大的推動。不過，這目前也只是一個假設。

其實無論是對于臺積電、三星甚至英特爾，先進工藝還是給他們帶來了很多機會。不過，正如之前的報道一樣，最近全球的芯片擴產(chǎn)，給這個產(chǎn)業(yè)帶來了更多不確定性，尤其是最近涉及先進EUV光刻機等設備的交貨延遲，會給晶圓廠的擴產(chǎn)帶來了不可控。

更重要一點，對于先進工藝來說，有頭部客戶一起去投入，并一起推動技術成熟，以降低成本會是新工藝持續(xù)推進的最大保證?，F(xiàn)在傳言中的英特爾的不不確定性，也給TSMC帶來了不確定性。

但毫無疑問，這是大勢所趨。