两种先进制程技术的对比与优缺点分析

台积电3nm厉害。3nn远远领先4nn技术。

台积电和三星作为全球芯片代工领域的巨头企业，它们的实力自然是毋庸置疑的，目前三星和台积电都已经可以大规模的量产5nm的芯片，而且这两大芯片巨头企业还在不断地攻克3nm芯片的技术研发；根据台积电所透露的消息来看，台积电的3nm工艺芯片研发的速度非常的快，在2021年的下半年就将进入试产阶段，而在2022年则可以实现量产；另外三星也表示攻克了3nm芯片生产的工艺技术，目前三星的3nm芯片已经开始流片，很快就将进入试产阶段，可以说在芯片生产领域，台积电和三星俨然走在了世界的前列！

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2021年3月15日，三星正式展示了自己基于3nm工艺制程的存储芯片，成为全球首发3nm芯片的代工厂商，领先于台积电。

3nm工艺相比起目前主流的7nm工艺，拥有更精准的工艺，单位晶体管数量可以提升80%，性能提升30%，功耗降低50%，将会成为下一代旗舰芯片的主流制程工艺。

然而苹果早在2020年就已经选择台积电，预订了台积电2022年首批所有的3nm产量。

为何苹果宁愿选择台积电而不选择三星呢？

三星在行业内风评较差

三星作为全球最大的智能硬件供应链企业，拥有各种顶级的供应链制造技术。三星的AMOELD屏幕全球第一，闪存芯片全球第一，手机相机传感器全球第二仅次于索尼，芯片代工全球第二仅次于台积电，同时还有自己的基带芯片、电池生产线，包括现在还处于成长期的折叠屏铰链结构。

不过虽然三星拥有如此多的的技术，但是却经常发生因为利益关系而坑队友的情况，其中最经典的案例就是2010年HTC的旗舰手机Desire G7系列，是当时市面上安卓阵营唯一可以与iPhone 4媲美的机型，HTC在当时选择了三星的AMOLED屏幕，显示效果与iPhone不相上下，被视作HTC冲击高端的关键一步，发布之后就受到了市场的广泛好评。

不过万万没想到，三星为了自己家的Galaxy保持竞争力，不惜违背合同中断给HTC的屏幕供应，导致HTC不得不临时改换成普通的LCD屏幕，产品缺少了一大卖点。而三星则在早期凭借机型的大屏优秀的显示效果，逐渐抢过了HTC的市场，成为安卓阵营老大。

虽说商场如战场，但是三星这种损人利己的行为，着实不能让人接受。

苹果与三星早有恩怨

苹果在iPhone 4之前的三代机器，使用的都是三星生产的处理器，一直到iPhone 4才开始使用苹果自己的设计研发的A4处理器，不过依旧是三星电子进行代工生产。

不过随着智能手机行业的竞争愈加激烈，三星和苹果两家作为两个阵营的对手，难免出现竞争关系。介于三星风评不佳，苹果最关键的芯片制造又拿在三星手中，为了避嫌，苹果从iPhone 6s开始，就将一部分芯片代工交给了台积电生产。

结果万万没想到，台积电代工的芯片虽然使用了制程稍落后于三星的16nm工艺，却性能发挥极其稳定，反而是三星代工的14nm的芯片，出现了大面积发热和性能不稳定的翻车现象。从那时起，苹果就开始决定将处理器全部转给台积电处理。

三星得知该消息之后，警告苹果如果这样做，会在相关专利上起诉苹果，双方关系就此恶化。后来是台积电出马，向苹果派出了百人规模的工程师团队，成功绕过了三星全部的专利，在iPhone 7上的A10芯片中拿到了苹果的独家订单。

除此之外两家还为各种外观和软件设计等领域的专利展开过7年的拉锯战，最后三星败诉，赔偿了苹果超过5亿美元的专利费用。这样的关系，苹果还敢将自己的芯片交给三星代工吗？

独吞供应链是苹果的专长

三星固然可恶，但是苹果也不是什么善茬。苹果行走江湖，讲的就是一个字“钱”。只要你有最先进的技术，那么要么我全资收购你的公司，要么签署独家协议，吃下你未来2-3年的全部产能。

苹果当年独树一帜的Unibody金属一体成型工艺，苹果吃掉了相关代工厂3年的产能，导致市面上段时间无法出现同类型的产品。iPhone 5s的Touch ID按压式指纹识别技术，以及Face ID结构光面部识别，也都是苹果直接收购的企业。实际上库克在今年年初接受采访时就说过：苹果平均两到三周就会收购一家企业，获得技术上的垄断。

因此对于3nm工艺，苹果计划也不言而喻，如今苹果不仅仅需要生产用于iPhone和iPad上的A系列芯片，也需要生产用于MacBook和iMAC上的M系列芯片，而后者是苹果能否弯道超车英特尔的关键。2020年发布的M1芯片，显示出来的性能已经与英特尔顶级处理器平起平坐。

如果说能够垄断台积电3nm工艺，就能够让Mac电脑的性能超越Windows电脑，最终吞噬更多Windows用户。

30年前，苹果是全球个人电脑行业的老大哥，只因为管理层不和将乔布斯踢出公司，导致后来Windows兼容机彻底占领市场。而现在，是时候卷土重来了。

三星被抛弃的原因有原因的:

一、三星在手机业务上的突飞猛进，和苹果的手机业务产生了巨大的竞争关系。

二、三星在芯片制造工艺上的稳定性一度输给了台积电，这给苹果下定决心转而支持台积电找了个很好的理由。

得益于三星拥有ASML最先进的3nm光刻机与国内2500亿半导体基金，在IEEE ISSCC国际固态电路大会上，三星展示了采用3nm工艺制造的一颗256Gb容量的SRAM存储芯片。

此次三星的这颗先进制程3nm芯片:

1、第一次应用了GAAFET(环绕栅极场效应晶体管)技术。

2、相对于FinFET立体晶体管有质的提升。 3、在56平方毫米的面积上成功实现了低功耗。

4、晶体管密度增加到了80％，性能实现了30％的提高。

跟5纳米相较，采用3纳米GAA制程技术的芯片尺寸小了35%、电力消耗量降低50%，但运算效能却能拉高30%。三星计划在2022年量产3纳米芯片。 从产品上来看，三星这次3nm首秀是用的SRAM存储芯片，这和台积电擅长的中央处理器无法相提并论。一个只负责手机里的存储，一个负责全方位的性能输出，哪个技术含量更高不言而喻。

而台积电3nm芯片的开发进度并不比三星慢，他主要开发3nm的CPU中央处理器芯片，其3nm芯片将于今年晚些时候试产，也预计将在2022年下半年开始商业化生产。

所以两家的开发进度其实是差不多的。苹果公司向来是喜好做最优选择的，苹果公司也只是把中央处理器芯片交给了处于5nm优势的台积电，根据目前消息，存储芯片苹果公司仍然选择的是三星啊！

而当初苹果放弃三星转而全力扶持台积电，也是有原因的:

一、三星在手机业务上的突飞猛进，和苹果的手机业务产生了巨大的竞争关系。2009年，三星发布智能手机时，当时的苹果掌门人乔布斯勃然大怒。他告诉传记作家沃尔特·艾萨克森，他甚至想对三星手机使用的安卓操作系统发动“热核战争”。三星是苹果iPhone芯片供应商，却敢通过制造的智能手机来与苹果直接竞争，这让他心生不满。

二、三星在芯片制造工艺上的稳定性一度输给了台积电，这给苹果下定决心转而支持台积电找了个很好的理由。 当年苹果iPhone 6s上市，市场上就爆发了所谓的“A9芯片门事件”。当时为了保证供货和产能稳定，新一代iPhone上的A9处理器芯片分别交给了台积电和三星进行代工，而当时三星采用的工艺制程是领先台积电的，但是有人对两台分别由三星和台积电代工的A9芯片组装的iPhone 6s进行了性能和续航的测试对比后发现，采用14nm的台积电版不仅跑分性能比采用12nm的三星版高，续航时间也要比三星版长约2个小时！所以当时买了苹果的人都认为台积电的工艺水平比三星好，这让苹果在很长一段时间内都颇为头疼。