台积电3nm良率吊打三星？三星急眼放大招！

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集微网消息，台积电和三星的盈利结构显示，在价格较高的纳米竞争领域，利润率更高。自从英特尔在7nm掉队，只有台积电和三星电子能够达到5nm以上至3nm。近日，传出高通看中了台积电3nm工艺，但出于成本考虑，还是将下一代骁龙8 Gen 3交由三星和台积电共同代工的消息。

风云再起，台积电与三星的3nm或将首次同台竞技。前脚有机构指出台积电N3良率最高可达75%至80%，三星紧跟着表示全球首家采用高端EUV薄膜技术，尖端工艺的唯二两名玩家再次掀起话题。

良率吊打，台积电技术稳赢
据Business Next采访报道，半导体行业分析师和专家估计，目前台积电的N3良率可能在60%~70%，最高在75%~80%，第一批的成绩还算不错。金融分析师Dan Nystedt发推表示台积电目前的N3收益率与早期的N5收益率相似，后者可能高达80%。
相比之下，三星代工厂的3GAE良率在早期阶段从10%~20%不等，废片率高得离谱，并且没有改善。
虽然估计差异很大，但报告指出关于台积电目前的 N3良率有几点需要注意。首先，良率计算的方式有争议，结果可能不够有参考性。具体来说，可能针对通过台积电 Fab 18运行的商业晶圆计算，也可能针对包含各种IP的测试晶圆计算。其次，除了台积电和它的客户之外，没有人知道此时商业或测试晶圆的确切良率。第三，如果只考虑商业晶圆，消息称目前台积电N3用于为早期采用者。
但机构也指出，由于台积电商业生产的N3设计数量目前有限，并且与良率相关的数据是代工厂及其客户的商业机密，无法不能台积电的N3良率到底有多高或多低。
三星憋大招，首用高端EUV薄膜
三星在良率提高一事上苦苦挣扎，近期也有了新动作。据台媒DIGITIMES报道，三星电子将在其3nm工艺中采用透光率超过90%的最新EUV薄膜（pellicle）以提高良率，这些薄膜将来自韩国公司S&S Tech。
光掩膜板材料（Blankmask）公司S&S Tech在2021年生产成功开发出了透光率达90%的半导体EUV薄膜，一举成为除了ASML之外拥有这项技术的公司。ChosunBiz报道，据业内人士透露，S&S Tech最早将于今年上半年进入透光率超过90%的EUV薄膜的批量生产，良率目标是应三星要求，提高到94%。
在三星投资的半导体材料和设备供应商中，S&S Tech获得了最多的投资资金。2020年7月，三星通过注资658亿韩元（5200万美元）获得了S&S Tech的8%的股份。
据悉，薄膜在EUV工艺时代起着至关重要的作用，可以防止EUV受污染而导致良率性能不佳。三星将采用透光率超过90%的薄膜，以尽量减少光源的损失并稳定其3nm芯片的生产良率。
据报道，目前还没有一家晶圆代工厂采用透光率超过90%的薄膜。主要的EUV薄膜供应商包括荷兰的ASML、日本的三井化学、同属韩国公司的S&S Tech和FST。三星现在投资S&S Tech和FST，以开发自用EUV薄膜。
彼时，GAA相关的蚀刻及量测问题尚待克服，材料、化学品等也需要提升，以及全球GAA生态系统还未完全到位，三星3nm GAA技术的量产属于“赶鸭子上架”。当这些问题逐个突破，生态系统完善，三星能否迎头赶上还未可知。
对手的弱点就是机会
半导体技术竞争的焦点集中在最先进的数字上，但其实产品力是技术进入到市场的重要考量。现代半导体生产技术包含数以千计的工艺步骤，并取决于材料、使用的晶圆厂设备工具、工艺配方和许多其他因素，因此，可能有数以千计个影响产量的因素。
高通对台积电的态度悬而未决，有一个重要的原因就是成本。台积电3nm晶圆的报价是2万美元/片，比5nm贵了20%。高通测算后发现，对于自己这意味着数百万美元的成本增加。这对于其下游客户也就是手机厂商们也是很不友好的。
其次，台积电工艺制程繁杂，N3 (N3B)、N3E、N3S、N3P和N3X都是非常不同的制造技术，尽管N3早期良率颇佳对其余节点来说是个好兆头，但并不能保证其他节点也会同样成功。如果台积电仅考虑其最大客户苹果公司的需求，运用在为大众市场产品提供动力的芯片组上，N3收益率下缘的60%其实也并不高。
值得注意的是，作为科技核心的半导体成为各国进行战略博弈的要地，台积电的强势给“二把手”三星带来机会。为了降低对台积电的依赖，其实美国有意扶植韩国3nm技术。例如拜登日前访问韩国时，专机刚落地就匆匆赶往首尔以南70公里外的三星平泽厂参观3nm芯片。三星后续发展还有待观察。

（校对/赵月）

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