有什麼比成為韓國最大財閥更重要的事情嗎？對於三星掌門人而言，的確有。6月7日，三星電子副會長、三星集團實際控制人李在鎔向首爾地方法院申請缺席兩家三星子公司合併的審判會，原因是他本人即將赴歐洲出差。這樁飽受爭議的收購案原本被韓國媒體認為是李在鎔奠定國內財閥領導地位的關鍵一步。

不過，眼下的他已無暇顧及，根據《韓國先驅報》的爆料，李在鎔的旅歐首站將定在荷蘭的埃因霍溫，這裡正是光刻機巨頭ASML的總部所在地。

就在李在鎔動身啟程的一個月前，三星對旗下晶圓代工廠發起了一輪內部審核，調查用於提升良率的資金是否有所落實，因為目前試生產的3nm芯片良率已經低到“讓高層難以置信”。審核的結果是三星DS（半導體事業暨裝置解決方案）部門半數高層被清洗，原三星電子副總裁兼閃存業務總經理宋子赫接任DS總經理一職。

毫無疑問的是，李在鎔此行是為了搶奪ASML光刻機的優先供貨權，以保證晶圓代工業務的順利進行。從ASML的供貨時間表來看，這家公司今年將向三星交付18台EUV極紫外光刻機，這其中就包括目前三星最關心的Twinscan EXE:5000 系列——具有0.55 NA（高NA）鏡頭，能夠實現8nm 分辨率，完全可以滿足3nm芯片的生產需求。

圖片來源：ASML官方網站

按照計劃，三星將在今年第三季度量產3nm製程芯片，但就目前的良率及設備交付情況來看，這個目標似乎難以實現。

幾家歡喜幾家愁。就在三星為3nm芯片上市一籌莫展時，6月10日，海通國際的分析師Jeff Pu在報告中做出預測，台積電將在今年下半年向蘋果批量交付3nm製程的M2 Pro芯片，足以說明眼下台積電的3nm工藝已經具備量產條件。

這或許是三星最不願意看到的一幕，在痛失高通的8+Gen1訂單後，3nm先進製程芯片的這場戰爭，他們沒有退路。

輸不起的3納米

可能是受到三星DS部門良率造假的影響，5月24日，三星電子宣布未來5年將投資3600億美元用於半導體和生物製藥等行業，其中80%將用於研發和人才培養，尤其是在先進邏輯芯片領域。

除了大幅提高的資金投入外，三星幾乎是以一種“畢其功於一役”的姿態去發展3nm製程芯片，十分激進地改用GAA（環繞式柵極）工藝，相比於過於行業內早已輕車熟路的FinFET（鰭式場效應晶體管）工藝，前者在業內還未有成功開發的先例。

三星的這次技術整改頗有幾分“推倒重建”的意味。

需要說明的是，儘管三星在先進邏輯芯片的製程上與台積電亦步亦趨，但在性能上三星可能要落後前者半代甚至更多。以晶體管的密度為例，三星4nm工藝的密度是145.8MTr/mm，尚不如台積電5nm的171.3MTr/mm。

那麼三星有沒有反超的時機呢？實際上，當下這場從FinFET到GAA的工藝變革就是三星最佳的機會。

圖片來源：SFF，三星晶圓代工論壇

引起這場革命的是CMOS器件天生存在的“短溝道效應”。我們常說的14nm、7nm工藝節點實際指的是晶體管導電溝道的長度（由於溝道長度不容易被觀測，業界通常用更加直觀且接近的柵極長度代指工藝節點）。在10nm工藝出現之前，溝道長度就是指芯片工藝，雖然目前各種工藝節點已基本等於數字營銷的遊戲。

不過，溝道長度依然是一個重要的指標，因為CMOS器件功能越複雜，晶體管的密度就會越大，這就必然需要溝道長度越來越小。可問題是，隨著溝道長度的縮短，溝道管中的源級和漏極的距離也會越來越短，因此柵極很難再保證對溝道的控制能力，也意味著柵極電壓夾斷溝道的難度變大，即產生短溝道效應，從而出現嚴重的電流洩露。

如今5nm和4nm製程存在的發熱和高能耗問題，本質上就是短溝道效應的顯現，這個問題也與業內普遍使用的FinFET工藝有關，由於FinFET採用的三面柵結構缺失其中一個方向的柵極包裹，隨著芯片製程的減少，FinFET的三面柵結構的漏電控制能力也相應的減弱。

因此，三星的想法就是，既然FinFET在3nm製程的芯片上已經出現了無法克服的設計問題，乾脆就直接棄用這個結構，轉用四面環繞式的GAA工藝。

圖片來源：美國應用材料公司官方網站

雖然GAA取代FinFET已成業內共識，但現階段影響其量產普及的因素還有不少，複雜的製造流程、良品率、成本難以控制等等仍是阻礙。

據《wccftech》的報導，三星的晶圓代工部門3nm製程的芯片良率目前只能維持在10%-20% 之間。相比之下，台積電4nm製程的良率已經可以達到70%，雖然這樣的對比於三星而言並不公平，因為GAA作為一眾全新的工藝其開發難度要遠大於台積電同類產品。

但芯片設計廠商不會給三星慢慢改進的時間。比如此前《Business Korea》曾報導過目前三星4nm工藝的良率也不盡如人意，僅為30%-35%之間，如此低效的質量控制讓高通在在驍龍8+ Gen1發布之前，緊急由三星轉單交給台積電來代工生產。

因此三星在3nm這個工藝節點下，根本就不敢輸，也不能輸。

對於台積電而言，3nm製程芯片同樣是關鍵一役，因為台積電仍然堅持使用更加成熟且傳統的FinFET工藝，如何在3nm製程的節點下，打破物理意義的工藝上限，這是擺在台積電面前的一道難題。

6月10日，台積電宣布2nm晶圓代工廠的評審文件已提交送審，第一期工廠預計在2024年底前投產，這家公司此前曾披露過，整個2nm製程芯片的研發費用可能高達340億美元，按照3nm今年下半年上市的時間節點來看，這一製程的芯片肩負著維持台積電未來兩年龐大現金流和業績增長的重任。

鹿死誰手？

在去年第四季度，三星電子的代工業務市場份額上升了1.1個百分點，達到18.3%，台積電的份額下滑1.0個百分點至52.1%。兩家公司市場份額差距縮小2.1個百分點至33.8%。值得一提的是，在同一時期業內前五大芯片製造商中，三星是唯一一家市場份額增長的公司。

三星電子財報顯示，去年第四季度，旗下代工業務銷售額環比增長15.3%，三星在財報中將增長歸功於“開始大規模生產主要客戶高通公司新旗艦產品”。

這其實充分反映了目前IC設計行業內的現狀，即行業資源被頭部企業牢牢掌控，排在前列的高通、英偉達等公司在體量上的差距與其他公司越來越大，已經完全可以靠單一產品影響業內最大代工廠的業績。

這種行業格局很難評價好壞，但對於代工廠而言，一旦失去芯片設計公司旗艦產品的代工訂單，其影響可能在短時間內無法逆轉，比如前不久三星痛失高通8+Gen 1的訂單，這可能直接導致三星在今年無法維持此前高增長的態勢。

根據TrendForce預測，2022年全球代工市場預計將增長20%，達到1287.84億美元。其中台積電在全球代工市場的份額預計今年將增長到56%，而三星電子的份額可能從18%下降16%。

而在短時間內，三星也很難扭轉自身的不利局面，儘管三星在台積電之前完成了3nm的流片，但從流片到量產三星還有許多問題亟待解決，比如前文中所提到的良率問題。

再有就是二者在產能上的差距。由於台積電具備動態調配生產線能力，其產能利用率甚至可以提高到110%-120%，這是三星完全無法企及的，更何況三星的邏輯芯片產能中約有一半自用，而台積電作為純晶圓代工廠，集團內的其他業務根本不需要佔據芯片產能。

當然，三星也並非毫無勝算，台積電FinFET工藝能否在3nm製程節點上適用？在第一款商用3nm芯片落地之前，沒人能給出答案，但這也是三星最大的底氣。

實際上，這場“代工雙雄”之間的競爭沒有誰會輸的徹底，因為這個行業中的絕大部分廠商已經完全告別了先進製程的競賽，比如過去耳熟能詳的格羅方德和聯華電子，眼下都只能靠著28nm製程產品線去維持市場，“摩爾定律”在這些公司身上已基本失效。

隨著雙寡頭拉起的3nm製程競賽，未來行業內的晶圓代工訂單勢必將向這兩家公司進一步集中，由於半導體行業極度依賴規模效應，未來晶圓代工這個行業也很難再有新的挑戰者出現。

寫在最後

三星電子向來以“全產業鏈方案解決商”的形象自居，但從內部審查再到管理層換血，這些無時無刻展示著這個龐然大物的弊端：內部管理與部門協同之間的低效。

有人說三星移動部門、DS部門、LSI（芯片設計）部門所組成的並不是鐵三角，而是“推諉三角”，三星手機抱怨LSI部門的方案落，LSI部門認為是DS部門的質量控制問題讓他們無法做出好的產品，DS部門又反咬LSI部門在設計商存在缺陷……

這些問題好像並不會隨著掌門人親自搶購光刻機就能得到解決。巧合的是，同樣是在6月，也同樣是在歐洲，三星的創始人李健熙29年前於法蘭克福發表了著名的“新經營宣言”，豪言“除了老婆孩子不能變，其他一切都會變”。

這句話對於今天的三星電子大概同樣適用。