据媒体报道，三星将在2024年下半年开始大规模量产3nm Exynos处理器，命名为Exynos 2500，由三星Galaxy S25系列首发搭载。

资料显示，去年台积电率先量产商用3nm制程，由苹果A17 Pro、M4首批搭载。

时隔一年时间，高通、联发科也将拥抱3nm制程，今年下半年，高通骁龙8 Gen4、联发科天玑9400等都将切入台积电3nm工艺。

现在三星即将推出3nm芯片Exynos 2500，在3nm制程上，三星率先应用了全环绕栅极工艺（GAA，全称Gate-All-AroundT），打破了FinFET技术的性能限制。具体而言，三星3nm GAA工艺通过降低工作电压水平来提高能耗比，同时通过增加驱动电流增强芯片性能。

与5nm制程相比，三星3nm GAA工艺可以使功耗降低45%，性能提升23%，芯片面积减少16%。


能否拿下英伟达订单

继HBM之后，三星电子2024年的首要任务就是在代工业务方面抢下GPU大厂英伟达(NVIDIA)的订单。尤其是，随着晶圆代工龙头台积电面临地震等风险，三星电子迫切寻求机会，为英伟达打造第二代3纳米制程的供应链。

韩国媒体报导，根据市场人士20日的透露，三星电子的晶圆代工部门已经在内部制定「Nemo」计划，也就是要赢得英伟达3纳米制程的代工订单，成为2024年的首要任务。市场人士透露，三星电子晶圆代工部门的各单位正在全力以赴，把对英伟达的相关接单工作列为优先。不过，现阶段三星代工部门内并未成立专门的组织。

事实上，英伟达先前曾于2020年将消费型GPU的GeForce RTX 30委托给三星的8纳米制程技术来代工，而且至今仍在进行生产当中。不过，近期英伟达陆续堆出采用先进制程的GPU订单，大多数都由竞争对手台积电所拿下。另外，目前英伟达的AI芯片，包括「H100」和「A100」也都是透过台积电的4纳米和7纳米制程所制造的，导致三星晶圆代工业务陷入发展瓶颈。

业界认为，三星电子将于2024年上半年量产第二代3纳米GAA技术制程，而量产的关键就在于赢得英伟达产品的代工订单，并缩小与台积电之间的差距。为此，市场传出三星晶圆代工部门开始不惜一切代价，进一步确保第二代3纳米GAA技术制程良率。有韩国市场分析师指出，2024年因为地震等不稳定的风险显现，是缩小与台积电差距的最佳时机。

台积电与三星的3nm工艺之争

台积电作为全球晶圆代工龙头，其3nm工艺营收占比正在逐年攀升。根据最新财报，2023年第四季度3nm工艺营收占比已达15%，预计2024年将超过20%，成为其主要收入来源。

苹果、AMD等科技巨头纷纷下单，成为台积电3nm工艺的主要客户。苹果A17 Pro、M3系列芯片均采用台积电3nm工艺制造，良率已达90%，全球领先。AMD今年也将推出基于Zen 5架构的一系列3nm工艺制造的芯片，预计下半年到来。

而三星则是第一家开始大规模生产3nm工艺的企业，其3nm GAA工艺率先量产，但良率初期仅10-20%，远低于台积电。三星并未放弃，第二代3nm工艺有望赶超台积电。首款产品为加密货币矿机芯片，传闻功耗、性能等指标甚至能与台积电3nm工艺相媲美。

两家巨头在3nm工艺上你来我往，谁更胜一筹还需视具体应用场景评估。但可以肯定的是，无论最终胜者是谁，消费者都将从中获益。


3nm工艺面临的挑战

任何新技术的发展都不会一帆风顺。3nm工艺也面临着一些棘手的挑战，需要芯片制造商付出艰苦的努力。

工艺窗口较窄，不适合所有应用。由于制程工艺的复杂性，3nm工艺的生产参数范围很小，如果超出这个范围就可能导致良率问题。3nm工艺可能只适用于对性能要求极高的产品线。

研发时间延长，节点推进放缓。由于工艺复杂程度的提高，3nm工艺的研发周期比以往更长，未来新节点的推进速度也将放缓。

良率问题是主要瓶颈。正如三星3nm工艺初期良率只有10-20%的状况，良率的提升是3nm工艺量产的最大挑战。只有良率达到一定水平，才能保证芯片的供给和可承受的成本。

这些挑战都需要代工厂和芯片设计公司通力合作，共同攻克。只有这样，3nm工艺才能真正释放出它的巨大潜力。

未来

2nm工艺已经蓄势待发，三大巨头台积电、三星、英特尔正在为这个新的制高点而角逐。他们都希望能够抢占先机，在这个新的战场上占据优势地位。

随着先进工艺的不断推进，人工智能、云计算、自动驾驶等领域必将迎来新的创新浪潮。高性能、低功耗的芯片将为这些创新提供强有力的支撑，推动科技的进步。

中国大陆的芯片产业也在加速追赶。虽然与国际巨头仍有一定差距，但凭借着坚实的基础和不懈的努力，未来几年内有望缩小这一鸿沟。