最近，三星與高通公司達(dá)成了生產(chǎn)下一代5G芯片組的協(xié)議。將使用其5nm工藝生產(chǎn)下一代5G移動(dòng)芯片組。這筆交易價(jià)值約為8.44億美元，是三星首次為高通生產(chǎn)所有新芯片，其中第一款為Snapdragon875。
目前，三星為高通生產(chǎn)8nm器件，但新產(chǎn)品的安全性得到了保障。這筆交易使三星處于獨(dú)特的市場地位，表明它有能力迎接臺(tái)積電。
但這并不是三星獲得的第一筆重大交易。最近三星還與Nvidia達(dá)成協(xié)議，使用8納米工藝生產(chǎn)RTX 30 GPU。據(jù)說三星正在與英特爾進(jìn)行談判，以生產(chǎn)下一代設(shè)備，而英特爾將繼續(xù)追趕制造業(yè)務(wù)。
Snapdragon 875將提供什么？
盡管目前尚無法獲得Snapdragon 875的官方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，但6月份的報(bào)告表明Snapdragon 875已由臺(tái)積電生產(chǎn)，但三星與高通之間的交易證明了這一點(diǎn)是錯(cuò)誤的。像以前的Snapdragon設(shè)備一樣，875很可能會(huì)使用ARM內(nèi)核，而最新的ARM內(nèi)核設(shè)計(jì)表明875將具有定制的Cortex-A78內(nèi)核和Cortex-X1超級(jí)內(nèi)核。與Cortex-A77相比，這種CPU布置可使875的性能提高30％。其他報(bào)告還表明，875將使用Adreno 660 GPU，Adreno 665 VPU和Adreno 1095 DPU。
哪些制造商可以生產(chǎn)最小的設(shè)備？
到2020年，有兩家主要的半導(dǎo)體制造商生產(chǎn)5nm器件：三星和臺(tái)積電。在硅芯片上創(chuàng)建最小功能尺寸的能力允許創(chuàng)建最新的設(shè)備，如cpu、內(nèi)存和信號(hào)處理器。雖然英特爾經(jīng)常走在硅制造技術(shù)的前沿，但他們將架構(gòu)技術(shù)與制造工藝結(jié)合的做法導(dǎo)致英特爾在技術(shù)發(fā)展上落后2到3年。
雖然三星和臺(tái)積電目前都在生產(chǎn)7nm器件，但兩家公司都已經(jīng)在提供5nm制造服務(wù)，而臺(tái)積電宣布芯片尺寸為17.92mm2（晶體管密度為1.73億/ mm2，相當(dāng)于芯片約30億個(gè)晶體管）的平均晶圓產(chǎn)量為80%。然而，盡管5nm制程已經(jīng)開始生產(chǎn)，兩家公司已經(jīng)在計(jì)劃3nm制程設(shè)備，并希望在2022年實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
為什么半導(dǎo)體代工廠難以生產(chǎn)納米設(shè)計(jì)？
高通和三星之間的這筆交易表明，三星有能力縮小自己與臺(tái)積電之間的差距。臺(tái)積電是三星唯一的主要競爭對(duì)手。雖然世界上有很多半導(dǎo)體代工廠，但是目前只有兩家公司可以實(shí)現(xiàn)5nm，為什么會(huì)這樣呢？
當(dāng)把特性尺寸從500nm縮小到250nm時(shí)，工程師必須改進(jìn)生產(chǎn)過程的許多不同方面，包括開發(fā)更高質(zhì)量的鏡頭、改進(jìn)潔凈室規(guī)格和精細(xì)的化學(xué)工藝。然而，現(xiàn)在晶體管的特性是在單納米尺度，一個(gè)全新的范圍的效應(yīng)發(fā)生，包括量子隧穿。這些效應(yīng)需要一種全新的晶體管設(shè)計(jì)方法，同時(shí)也需要在材料上進(jìn)行探索，以確保這些效應(yīng)被最小化。這樣的特性尺寸還需要不同的晶體管設(shè)計(jì)，如部分依賴于3D結(jié)構(gòu)的鰭-場效應(yīng)晶體管，這些可能很難制造。單納米半導(dǎo)體的特性還需要使用非常先進(jìn)的光刻系統(tǒng)（如ASML開發(fā)的系統(tǒng)），而這些系統(tǒng)非常罕見，而且受到嚴(yán)格的限制。因此，只有少數(shù)代工廠有能力生產(chǎn)單納米器件。
中美關(guān)系對(duì)三星這樣的公司有何影響？
在制造業(yè)方面，中國在智能手機(jī)、筆記本電腦、電腦甚至半導(dǎo)體等商業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)方面穩(wěn)居首位。盡管中國確實(shí)擁有半導(dǎo)體代工廠，但中美貿(mào)易戰(zhàn)導(dǎo)致中國對(duì)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施了出口管制，而這些技術(shù)將使中國得以開發(fā)尖端半導(dǎo)體。
但即使中國能夠生產(chǎn)出與三星和臺(tái)積電旗鼓相當(dāng)?shù)脑O(shè)備，對(duì)5G和加工等關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)出口管制意味著，西方國家必須在中國以外找到制造商來開發(fā)此類技術(shù)。三星和臺(tái)積電可以輕松利用這一點(diǎn)，提供制造服務(wù)，而不必與中芯國際（SMIC）等國有晶圓廠競爭。