台积电VS三星，究竟谁能成为7纳米先进制程代工之王？

本站原创。作者：章鹰，电子发烧友执行副主编。

2019年最后一个月，5G芯片大战全面开打，11月26日，联发科正式发布旗下首款5G So芯片—天玑1000，根据供应链消息，联发科向客户提供天玑1000的报价，价格大概在70美元。

12月3日，芯片巨头高通在夏威夷的技术峰会上宣布推出了全新的骁龙865移动平台，以及骁龙765和765G两款面向中端机型的5G芯片。

芯片一经推出，便收到各大手机厂商的追随，小米一举拿下了两款芯片的首发。OPPO宣布，即将于12月正式发布的全新Reno3 Pro将率先搭载高通的新一代骁龙765G集成式5G移动平台，这将是OPPO首款双模5G手机。此外，OPPO将于2020年第一季度首批推出基于高通骁龙TM865移动平台的旗舰级5G手机。加上华为、三星发布的5G基带芯片，5G芯片大战已经正式开打。

小编统计显示，目前，发布的5G SoC芯片只有联发科的天玑1000、华为的麒麟990 5G和三星的Exynos 980和高通骁龙865移动平台和765G集成式移动平台。除了三星外，其他三家5G芯片的快速推出，都离不开一家晶圆代工厂的身影——台积电。

台积电7纳米制程在客户群中的优势地位

***供应链透露，台积电7纳米的客户包括苹果、海思、联发科、高通、英伟达、超微、赛灵思、比特大陆等。业界人士分析，苹果A13处理器、海思和5G基站芯片及超微绘图处理器、电竞处理器和服务器芯片都集中在2019年下半年陆续拉货，导致台积电7纳米生产线爆量，交货时间从原本的2个月拉长到半年。台积电第四季7纳米产能全满投片，客户已开始排队抢产能。此外，台积电5nm制程已获苹果、海思、AMD、比特大陆和赛灵思5大基本客户，并决定将月产能由原本的5.1万片扩建至7万片，量产时间或将提前至明年3月。

比如，华为海思9月17日推出的麒麟990 5G版本则有台积电7nmEUV加持。麒麟990 5G采用7nm+EUV工艺制程，配备两颗2.86GHz 的大核心A76，两颗2.36GHz的中核心A76和四颗1.95GHz的小核心A55，组成了三档能效架构，GPU采用的ARM Mali-G76；NPU方面，麒麟990搭载华为自研的业界首款达芬奇架构，通过大核+微核设计，实现最高达24倍的能效。

11月26日，联发科的官方说明是，天玑1000采用台积电7nm工艺制造，这款芯片基于台积电7nm工艺，将会首发采用Arm最新的Cortex-A77 GPU内核和Mali G77 GPU内核，同时还支持SA/NAS双模、双载波技术，5G下载速率可以达到全球最快的4.7Gbps。

高通官网披露的信息显示，骁龙865、骁龙765及骁龙765G移动平台，都将采用7nm工艺。外媒报道，骁龙865采用将是台积电的7nm “N7P”工艺，这一工艺在7nm工艺的基础上改进而来。苹果9月推出的iPhone 11系列所采用的A13仿生芯片，也是由这一工艺打造。代工骁龙865，是继之前的骁龙855之后，台积电再次代工高通的高端移动平台。

台积电加大研发和产能提升，未来可望提升7纳米营收占比

拓扑产业研究院分析师徐韶甫对记者表示，2019年在总体经济不稳定的影响下，全球半导体产业表现呈现衰退，晶圆代工产业更迎来罕见负成长。而展望2020年，尽管市场氛围仍有不确定性，但受惠于5G、AI、车用等新兴终端应用需求的持续加持，可望拉抬半导体产业逐渐脱离谷底。即便在2019年半导体景气低迷的情形下，7纳米节点的采用率仍获得大幅度的提升，也更加速7纳米EUV（极紫外光）与5纳米的量产商用。

图：2020年半导体产值预估。

图：2019年全球晶圆代工区域分布与TOP10占比。

拓扑研究所的调研显示，在全球Top10代工厂商统计图中，台积电大比例领先，市场份额占比超过了50%。而第二名的三星也增长到了19%左右，第三的格芯只有9%左右，第四的联电大约7%左右，中芯国际只有5%左右。我们可以明显看到，全球晶圆代工市场正呈现出强者恒强的局面。

图：TSMC在7纳米主要制程产品

据笔者了解，台积电7纳米在2017年底有试产，2018年小量量产，主要爆发应用在2019年。台积电N7+的量产速度为史上量产速度最快的制程之一，在2019年第二季开始量产，在7纳米制程技术（N7）量产超过一年时间的情况下，N7+良率与N7已相当接近。N7+同时提供了整体效能的提升，N7+的逻辑密度比N7提高15%至20%，同时降低功耗，使其成为业界下一波产品中更受欢迎的制程选择。

 2018年，台积电7纳米工艺量产后，2019年传出100多个芯片陆续流片，涉及到CPU、GPU、AI芯片、加密货币芯片、网络、游戏、5G、自动驾驶芯片等行业。

台积电在2019年10月17日举行的投资人会议上，总裁魏哲家释放两个关键信息：第一、5G客户下单全面提前发酵，主要集中在两大技术制程：7纳米和5纳米。这些需求令7纳米产能大爆满，而且5纳米的新产能也将提前上量。第二、台积电上调2019年资本支出，从年初的100亿上调到140-150亿美元，砸下巨资建设高端制程和充足产能，来抓住5G时代的市场机遇。拓扑研究所的预测是，2019年底，台积电7纳米的营收就会超过总营收的三成，这也是台积电成长速度最快的地方。

为何5G手机芯片需要高端制程技术呢？台积电的解释是，5G手机的芯片因为功耗问题，很多都需要高端制程才能满足客户需求，因此，5G手机订单的强劲成长，也让台积电7纳米和5纳米制程的产能快速起跳。

此外，台积电的6纳米制程技术（N6）将于2020年第一季进入试产，并于年底前进入量产。随着EUV微影技术的进一步应用，N6的逻辑密度将比N7提高18%，而N6凭借与N7完全相容的设计法则，亦可大幅缩短客户产品上市的时间。

台积电南京公司总经理罗镇球先生曾表示，在半导体这个领域，无论是晶圆代工、设计公司、EDA或者是IP从业者，想要获得领先优势皆要关注三个方面，那就是资金、技术和人才。这三者是缺一不可的，也是需要持续积累的。

罗镇球强调说：“台积电毫无疑问在先进制程方面有极大的领先优势，但我们同时在电源管理器和传感器等特殊工艺上也有布局。我们的目标是客户想实现一个系统产品时，都可以在台积电找到合适的节点和工艺来配合生产。”

三星7纳米晶圆代工也在持续推动中

在进入7纳米节点后，全球就是台积电和三星的直接对决。三星为了加快追赶台积电，去年就直接上了7nm EUV工艺，并且在7nm EUV遇阻量产前，还退而求其次的推出了8nm工艺。

与此同时，三星还在加码研发5nm工艺。而根据三星此前透露的信息显示，5nm LPE（5nm Low Power Early）工艺将在今年内完成流片，并于明年上半年投入量产。同时，三星还计划在2020年推出6nm LPE和4nm LPE工艺。

据拓扑研究所的调研显示，在产能的部分，7纳米制程因为台积电的客户订单比较多，规划产能量大，基本上到今年底会有超过100K的水准，明年还会小幅度增加。三星初期会以10K左右的少量量产来做，未来随着客户下单量增加，会持续提升产能规划。