砸下8400億元后，三星先被自己人背刺

出品 | 虎嗅科技組
作者 | 丸都山
編輯 | 苗正卿
頭圖 | 視覺中國

三星可能創造了半導體歷史上最大的玩笑。

6月19日，知名分析師郭明錤在個人社交媒體上更新了一則消息，高通將成爲三星Galaxy S25系列機型的獨家SoC供應商，原因是三星自家的Exynos 2500芯片良率低於預期而無法出貨。

圖片來源：X，郭明錤個人賬號

這條消息似乎佐證了韓媒DealSite此前發佈的一份看似“離譜”的爆料，即目前三星3nm生產工藝存在問題，在試生產Exynos 2500處理器時，最後統計出的良率爲0%。

要知道，三星電子幾乎是以“透支集團未來”的方式去投資3nm工藝製程節點。

在2023年財報中，三星電子就曾表示，在全年資本支出的53.1萬億韓元中（約合人民幣2777億），有48.4萬億韓元（約合人民幣2530億）用於半導體。

另據Tom‘s Guide此前的測算，在整個3nm項目中，三星共投資了1160億美元（約合人民幣8420億），這還不包括後續用於亞利桑那州、得克薩斯州兩座3nm工廠的建設費用。

如此重金押注3nm工藝製程節點，換來的卻是自家旗艦機型的芯片，讓競爭對手獨供，這勢必會對三星的半導體業務帶來沉重打擊。

而本次事件所帶來的深遠影響，也遠不止“便宜高通”那麼簡單。

“全村的希望”

對於三星的DS（半導體解決方案）部門，全球的消費電子公司大抵是一樣的態度：希望三星DS部門越辦越好。

原因在於，三星電子是唯一具備先進製程，且能夠批量承接外部訂單的晶圓代工廠，這意味着這家公司理論能夠掣肘業界霸主臺積電。

而後者近年來在業內飽受爭議。

在英偉達GTX 40系列顯卡發售時，黃仁勳就曾公開表達過不滿：“現在的芯片代工不是貴一點點，而是巨幅漲價。”雖然沒有點名道姓，但考慮到黃仁勳此番言論剛好發表在英偉達宣佈N4工藝（5nm製程）第二輪漲價後，其所指的公司已再明顯不過。

一位曾接觸過臺積電與三星DS部門的國內某芯片IP廠商負責人，也曾向筆者透露過，三星8nm LPP工藝的代工費用報價，要比臺積電7nm工藝便宜四成。雖然前者的晶體管密度不及臺積電7nm工藝，但由於功耗設計優秀，在實際應用中並沒有遜色於後者。

除了代工價格一路水漲船高外，臺積電的產能分配問題也一直被業界所詬病。此前《紐約時報》就曾報道過，臺積電在接到蘋果和英偉達的訂單後，將其他公司的訂單排期延後。

在這樣的背景下，芯片設計廠商們普遍迫切地希望三星電子能站出來，以扼制臺積電一家獨大。

甚至有些時候，與三星電子DS部門存在直接競爭關係的高通，都希望三星的Exynos芯片發展起來，以對抗部分國家/地區的法律控告。

比如高通長期被歐盟委員會控告具有壟斷性質，高通還爲此支付過高達9.98億歐元的天價罰單，但在Galaxy S24系列手機開售時，搭載高通芯片的機型大多被髮往亞洲，而歐洲售賣的機型除S24 Ultra外，全部使用Exynos 2400芯片。

很難說這不是兩家打出的一次“默契牌”。

值得一提的是，Exynos系列芯片其實有着非常輝煌的歷史。

在智能手機剛剛起步的2011年，Exynos就隨三星Galaxy S2機型一同推出。三年後，當競爭對手高通的驍龍810芯片因功耗問題被冠以“火龍”之名時，三星的Exynos 7410憑藉14nm工藝，獲得業內一衆喝彩，甚至幫助當年的魅族一舉進入國內手機出貨量TOP 5的行列。

但當芯片行業進入先進製程時代（即14nm）後，三星的芯片代工業務開始逐漸跟不上節奏。

最直觀的表現是，2018年，當臺積電每月投放6萬片晶圓用於EUV（極紫外光刻）的試生產時，三星仍然忙着對基於DUV技術的10nm工藝製程修修補補。最終的結果是，當臺積電完成5nm工藝的量產後，三星還沒有實現等效工藝的流片。

這直接導致來自外部的代工訂單逐漸減少，自家的Exynos芯片也逐漸走向萎靡，甚至到了Galaxy S21系列發佈時，三星電子不得不像其他手機品牌一樣，將首發驍龍芯片作爲賣點。

如果今年年底發售的Galaxy S25系列機型，真的如同郭明錤爆料的一樣，全部使用高通驍龍芯片，那麼Exynos芯片，這個三星的拳頭品牌，將非常不容樂觀。

而且還有很重要的一點是，在今年的CES大會上，三星喊出了“AI for ALL”的口號，並且將其作爲未來發展的核心戰略。

但現實卻是，真金白銀砸出的DS部門，在存儲器件上至今未通過英偉達HBM3e的認證工作，無法在時下火熱的高性能計算領域分得一杯羹，在芯片代工業務上，又無法滿足自家芯片設計團隊的需求。

在這樣的背景下，很難評價三星在AI時代中的基礎能力究竟是什麼。

問題出現在哪？

實際上，在3nm工藝製程的開發上，三星的動作甚至要先於臺積電。

早在2017年，三星就宣佈着手於3nm工藝製程的研發工作。2021年年中，三星宣佈3nm節點成功流片，2022年6月，三星又宣佈3nm節點進入量產階段。從流片到量產，三星較臺積電保持着約半年的領先優勢。

但問題是，考慮到三星在3nm節點上改用GAA架構，這個進度快得有些不正常。

這裏需要說下什麼是GAA架構。

GAA，全稱“全環繞柵極架構”。柵極在芯片中起到控制電流流動的作用，在早期的平面架構上，通過控制施加在柵極上的電壓，即可控制源極與漏極之間的電流。但在這一過程中，電流會不可避免地產生損耗。

爲解決這一問題，業內提出了“FinFET架構”，與平面架構相比，晶體管的柵極被做成三維結構，能夠更好地控制漏電問題，這也是目前邏輯芯片上最爲常見的一種架構。而GAA架構則是在FinFET的基礎上做了進一步升級，將電流通道從垂直改爲水平，使晶體管內部實現四面環繞柵極，從而更好地控制電流損耗。

FinFET與GAA三維結構對比

而更小的電流損耗即意味着更好的性能，以及更低的功耗。

不過，芯片架構的升級是一個非常漫長的過程，它不僅對於芯片代工廠商有很高的要求，也是整個芯片產業鏈的挑戰。

一位業內從業者向筆者表示，“FinFET架構在1999年被髮明出來後，直到2011年前後，業內纔出現與之配套的成熟EDA（電子設計自動化）軟件。

考慮到三星是目前唯一研發GAA架構的廠商，這家公司恐怕很難短時間內與DEA廠商一同摸索出適用GAA架構的解決方案。

三星想要通過更加先進的GAA架構實現“彎道超車”，但如今卻不得不面對產品良率爲0的窘境。

值得一提的是，這並不是三星的首次豪賭。早在上個世紀90年代，三星就通過在存儲顆粒價格雪崩的情況下，逆週期投資建廠，耗垮了美優達和爾必達；後來在與海力士的較量中，跳過HBM直接研發HBM2存儲器，完成了對後者的逆襲。

但這一次圍繞3nm工藝製程的佈局，從結果上來看，重金押注GAA架構的三星賭輸了。沿用FinFET架構的臺積電雖然被外界批評保守，但來自英偉達、蘋果、英特爾的訂單讓這家公司3nm製程工廠的產能利用率一度超過100%，但三星目前卻未得到任何大廠的青睞。

就在一週前，三星在加州聖何塞舉辦的“晶圓代工論壇”上公佈了最新的代工工藝路線圖，按照計劃，三星DS部門將在2027年完成SF2Z（2nm）工藝的量產工作，三星方面表示，這一節點將極富創新性地採用背面供電網絡技術。

以此看來，三星的豪賭仍在繼續。

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