事實上，沿著摩爾定律能夠持續(xù)跟進(jìn)半導(dǎo)體工藝尺寸微縮的廠家數(shù)量已經(jīng)越來越少，在這個領(lǐng)域競爭的廠商主要就是三星、臺積電和英特爾三家。此外，中國大陸晶圓代工廠中芯國際也在推進(jìn)當(dāng)中。因此，參與先進(jìn)工藝之爭的也就只有這樣“三大一小”幾家公司。

先進(jìn)工藝開發(fā)量產(chǎn)的成功與否對于半導(dǎo)體巨頭來說意義十分重大。臺積電2019年第四季度財報實現(xiàn)營收3170億元新臺幣。按工藝水平劃分，7nm工藝技術(shù)段占公司收入的35%，10nm為1%，16nm為20%，合計16nm及以下先進(jìn)工藝產(chǎn)品收入已經(jīng)占到56%。臺積電CEO魏哲家表示，采用先進(jìn)工藝的5G和HPC是臺積電的長期主要增長動力，并預(yù)計2020年5G智能手機(jī)在整個智能手機(jī)市場的普及率為10%左右。

正因如此，半導(dǎo)體龍頭大廠無不極為重視先進(jìn)工藝的投資與開發(fā)。2月20日，三星宣布韓國華城工業(yè)園一條專司EUV(極紫外光刻)技術(shù)的晶圓代工生產(chǎn)線V1實現(xiàn)量產(chǎn)。據(jù)了解，V1生產(chǎn)線于2018年2月動工，2019年下半年開始測試晶圓生產(chǎn)，首批產(chǎn)品今年第一季度向客戶交付。目前，V1已經(jīng)投入7nm和6nm EUV移動芯片的生產(chǎn)工作，規(guī)劃未來可以生產(chǎn)3nm的產(chǎn)品。三星制造業(yè)務(wù)總裁ES Jung稱，V1產(chǎn)線將和S3生產(chǎn)線一道，幫助公司拓展客戶，響應(yīng)市場需求。

臺積電對先進(jìn)工藝的開發(fā)同樣重視。在2020年1月召開的法說會上，臺積電表示將增加2020年的資本支出，從原訂的110億美元，上修至140億美元～150億美元，其中80% 將投入先進(jìn)工藝產(chǎn)能的擴(kuò)增，包括7nm、5nm及3nm等。而日前業(yè)內(nèi)也傳出“英特爾將提前進(jìn)行7nm投資”的消息，英特爾2020年的設(shè)備投資計劃，不僅要增加現(xiàn)有14/10nm工藝的產(chǎn)能，還要對7/5nm工藝進(jìn)行投資。在2019年財報中，英特爾表示2020年計劃的資本支出約為170億美元。

根據(jù)中芯國際財報，2019年第四季度14nm工藝已經(jīng)量產(chǎn)，并帶來了768萬美元的營收。在該次財報會議上，中芯國際聯(lián)席CEO梁孟松也首次公開了中芯國際的N+1、N+2工藝的情況。中芯國際的N+1工藝和現(xiàn)有的14nm工藝相比，性能提升了20%，功耗降低了57%，邏輯面積縮小了63%，SoC面積減少了55%。

5nm/6nm將成今年競爭焦點

如果說2019年先進(jìn)工藝的競爭重點是7nm+EUV光刻工藝，那么2020年焦點將轉(zhuǎn)到5nm節(jié)點上。在高通發(fā)布X60基帶芯片之后，路透社便援引兩名知情人士消息報道，三星的半導(dǎo)體制造部門贏得了高通的最新合同，將使用5nm工藝技術(shù)生產(chǎn)新發(fā)布的芯片。對此，有業(yè)內(nèi)人士指出，三星EUV產(chǎn)線的投產(chǎn)以及成功交付高通全球首個5納米產(chǎn)品驍龍X60基帶芯片，都將給臺積電帶來一定壓力。

此前三星在先進(jìn)工藝方面與臺積電的競爭并不順利。2018年三星選擇了跳過LPE低功耗階段，直接進(jìn)入7nm EUV的大膽策略，意圖在工藝技術(shù)上搶占先機(jī)，但是新工藝的良品率一直不高，使得大膽策略沒有奏效。而臺積電仍采用傳統(tǒng)多次曝光技術(shù)，先行占領(lǐng)市場，取得了幾乎100%的7nm市場。不過三星顯然并沒有放棄對先進(jìn)工藝市場的開發(fā)與爭奪。2020年三星再次將重點轉(zhuǎn)移到5nm之上，顯然是有意再次向臺積電發(fā)起挑戰(zhàn)。在1月份的投資者電話會議上，當(dāng)被問及三星將如何與臺積電競爭時，三星晶圓高級副總裁Shawn Han表示，公司計劃通過“多元化客戶應(yīng)用”來擴(kuò)大5nm芯片產(chǎn)量。按照三星此前發(fā)布的工藝規(guī)劃，5nm工藝在2019年4月份開發(fā)完成，下半年實現(xiàn)首次流片，在2020年實現(xiàn)量產(chǎn)。

臺積電對于5nm也同樣重視。根據(jù)臺積電此前的披露，5nm工藝2019年上半年導(dǎo)入試產(chǎn)，2020年上半年實現(xiàn)量產(chǎn)。臺積電5nm投資250億美元，月產(chǎn)能5萬片，之后再擴(kuò)充至7萬～8萬片。根據(jù)設(shè)備廠商消息，下半年臺積電5nm接單已滿，除蘋果新一代A14應(yīng)用處理器外，還包括華為海思新款麒麟芯片等。即使是三星已經(jīng)拿下高通5nm訂單，也不代表臺積電就會失去高通的訂單。事實上，高通一直以來就是把晶圓代工訂單交由臺積電和三星等多家廠商生產(chǎn)的。此外，臺積電還規(guī)劃了一個5nm工藝的加強(qiáng)版，有點像7nm節(jié)點的N7+。資料顯示，5nm加強(qiáng)版在恒定功率下可提高7%的性能，降低15%的功率。預(yù)計該工藝平臺將在2021年量產(chǎn)。

6nm是今年競爭的另一個重點。紫光展銳最新發(fā)布的5G芯片虎賁T7520就采用了臺積電的6nm工藝，相較7nm工藝，晶體管密度提升18%，功耗下降8%。根據(jù)臺積電中國區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展副總經(jīng)理陳平的介紹，6nm是7nm的延伸和擴(kuò)展。臺積電于2018年量產(chǎn)7nm工藝。2019年量產(chǎn)7nm+EUV的升級版，在芯片的部分關(guān)鍵層生產(chǎn)中導(dǎo)入EUV設(shè)備，從而減少光罩的采用，降低成本，提高制造效率。6nm工藝平臺則是7nm工藝的另一個升級版。由于它可以利用7nm的全部IP，此前采用7nm的客戶可以更加便捷地導(dǎo)入，在提高產(chǎn)品性能的同時兼顧了成本。