【兆亿微波商城】上周，业内最受关注的新闻，非三星计划在美国德克萨斯州奥斯汀建设一个价值100亿美元的晶圆厂莫属了。这被认为是其追赶台积电发展步伐的又一举措。实际上，三星在美国建新晶圆厂已经不是什么新闻了，该公司在这方面早有想法，特别是去年台积电宣布在美国亚利桑那州投资120亿美元新建5nm晶圆厂以后，三星希望在其美国原有晶圆厂的基础上，更上一层楼，不被台积电甩在远处。
在5nm制程方面，三星已经赶上了台积电的脚步，于2020年实现了量产。但在3nm上，三星似乎还是落后于台积电的，据报道，台积电已经为其3nm工艺的晶圆厂投资了200亿美元。为了缩短差距，有报道称，三星将完全跳过4nm制程节点，直接上3nm。
由于3nm制程工艺的难度极大，如果三星美国工厂计划生产3nm制程芯片的话，按照正常进度，目前还处于初步计划阶段的德克萨斯州奥斯汀的晶圆工厂，在2023年前难以开展生产。而台积电的3nm制程工艺将于今年进行试产，2022年量产。这对于力求赶超台积电的三星来说，压力还是很大。不过，相信三星3nm制程的主阵地应该还是在韩国本土的。
同5nm一样，全球半导体业具备且正在3nm制程上进行竞争的产商，依然只有台积电和三星这两家。由于3nm工艺更加高精尖，这种“塔尖上”的竞争会更加激烈，因为能够给这两大晶圆厂提供相关设备、工具、材料、服务等的上游企业更少了，这对于上游供应商来说是个好消息，因为它们的竞争者很少，但对于下游的台积电和三星来说，可选择的上游供应链余量更有限了，特别是对于三星来讲，难度恐怕会更大。
晶圆厂建设
台积电方面，该公司董事长刘德音曾经表示，在3nm制程上，于南科厂的累计投资将超过 2万亿元新台币，目标是3nm量产时，12英寸晶圆月产能超过60万片。60万片的月产能，这是一个非常惊人的数字，不过，在量产初期是达不到的，需要一个过程。据Digitimes报道，台积电3nm芯片在2022年下半年开始量产，单月产能5.5万片起，2023年，将达到10.5万片。
台积电在台南科学园区有3座晶圆厂，分别是晶圆十四厂、晶圆十八厂和晶圆六厂，其中前两座是12英寸晶圆厂，后一座是8英寸晶圆厂。晶圆十八厂是5nm制程工艺的主要生产基地。而除了5nm工艺，台积电3nm制程工艺的工厂，也建在台南科学园区内，他们在2016年就公布了建厂计划，工厂靠近5nm制程工艺的主要生产基地晶圆十八厂。
2020年11月，台积电举行了南科晶圆十八厂3nm厂新建工程上梁典礼，预计今年装机，并于年底试产。
三星方面，2020年初，有外媒报道称，三星已开始其新建的V1晶圆工厂的大规模生产，成为业内首批完全使用6LPP和7LPP制造工艺的纯极紫外光刻（EUV）生产线。而该工厂还被认为是三星3nm制程的主阵地。
据悉，三星V1晶圆厂位于韩国华城、毗邻 S3。三星于2018年2月开始建造V1，并于2019 下半年开始晶片的测试生产。目前，该公司还在扩大V1晶圆厂的产能规模，也在紧锣密鼓地为3nm量产做着准备。
设备
为了如期量产3nm制程芯片，台积电一直在加大投资力度，2021年全年投资预估达到了280亿美元，预计超过150亿美元会用于3nm制程。其中，很大一部分都要用于购买半导体设备，涉及的厂商主要有ASML、KLA、应用材料等，他们供应的光刻机、蚀刻机等都是制造3nm制程芯片的重要设备。
全球排名前五的半导体设备供应商在台积电采购中占比达75%，其中，ASML占比1/3，是第一大设备供应商。据统计，2019年台积电设备采购中，ASML光刻机等设备金额约为34亿美元，占台积电总采购额的33%，其次是应用材料，采购额约为17亿美元，占比16%，TEL约12亿美元，占11%，Lam Research为10亿美元，占台积电采购额的9%，迪恩士占5%，KLA占4%。
对于3nm这样尖端地制程工艺来说，光刻机地重要性愈加突出，而能提供EUV设备的，只有ASML一家，因此，该公司对于台积电和三星的重要性也愈加突出，双方都在尽可能地从ASML那里多获得一些最先进地EUV设备。
不久前，ASML CEO Peter Wennink在财报会上指出，5nm制程采用的EUV光罩层数将超过10层，3nm制程采用的EUV光罩层数会超过20层，随着制程微缩EUV光罩层数会明显增加，并取代深紫外光（DUV）多重曝光制程。
1月20日，ASML公布了2020全年财报，数据显示，2020年，该公司累计交付了258台光刻机，其中EUV光刻机31台。按照交付地区划分，中国台湾地区排名第一，占比36%；韩国排名第二，占比31%；中国大陆排名第三，占比18%。显然，台积电和三星获得了ASML绝大部分的EUV光刻机。
封测
近些年，台积电一直在布局先进封测厂。目前，该公司旗下有4座先进封测厂，分别是先进封测一厂、先进封测二厂、先进封测三厂和先进封测五厂，它们位于竹科、中科、南科、龙潭等地，苗栗竹南封测基地将是其第五座先进封测厂。该厂预计投资3000亿元新台币，位于竹南科学园区周边特定区、大埔范围。
目前来看，该公司7nm制程芯片封测工作已经能够自给自足了，5nm的也在不断扩充之中。面向3nm的封测产线也在建设当中。
为了满足5nm及更先进制程的需求，台积电已建立了整合扇出型（InFO）及CoWoS等封测产能支持，完成了3D IC封装技术研发，包括晶圆堆叠晶圆（WoW）及系统整合单芯片（SoIC）等技术，预计竹南厂将以3D IC封装及测试产能为主，计划今年量产。
人才
对于3nm制程而言，人才更加稀缺，而台积电在这方面具有更多优势，基于此，可以优中选优，挑选出更合适的人才，特别是领军人物。
此外，台积电在先进制程可以一直领先对手的关键就是封装。封装技术是台积电拿下苹果订单的决胜武器。半导体产业面对物理极限挑战，为了能在同一颗芯片里装进更多晶体管，于是有了先进封测计划。三星就是因为没有这样的技术，所以才与苹果单失之交臂。
台积电在封装领域的灵魂人物是余振华与廖德堆两位副总。余振华是台积电闻名世界铜制程技术的重要推手，也是台积电目前后段封测的研发推手；廖德堆2002年加入台积电之前曾在特许半导体及应用材料任职过，曾任晶圆六厂的厂长和后段技术暨服务处资深处长，现负责管理后段技术与营运。
上周，据国外媒体报道，由于芯片制程工艺领先，还有更多的厂商在寻求获得台积电产能的支持，目前已知英伟达和高通正在寻求获得台积电3nm芯片制程工艺的产能支持。
此前有报道称，台积电共为3nm工艺准备了4波产能，首波产能中的大部分会留给多年的大客户苹果，后3波将被高通、赛灵思、英伟达、AMD等厂商预订。
具体来看，有报道称，台积电3nm制程的初期订单，已被苹果的Mac台式机/笔记本芯片、iPhone/iPad所用的A17芯片，以及英特尔的最先进CPU包下。
除了苹果A17、英特尔订单外，包括AMD、NVIDIA，以及2020年转向拥抱三星5nm的高通等芯片大厂，据称也都已经预定了台积电3nm制程在2024年的产能。
此外，2020年底，台积电又宣布，将会在2023年推出3nm工艺的增强版，命名为“3nm Plus”，首发客户是苹果。如果苹果继续一年一代芯片，那么到2023年使用3nm Plus工艺的，将会是“A17”。台积电没有透露3nm Plus相比于3nm有何变化，但是显然会有更高的晶体管密度、更低的功耗、更高的运行频率。
有报道称，三星的3nm制程也将定在2022年量产，就是要与台积电一较高下。目前已进入2021年，按照台积电的计划，今年就要进行3nm制程的风险试产，明年量产，而三星也在加快进度。这两大晶圆代工厂的3nm制程争夺战已进入倒计时阶段，在接下来的一年多时间里，两家前进和追赶的步伐将呈现出更快的节奏。