三星電子(Samsung Electronics)表示，該公司可按照時程在2022下半領先全球推出商用環繞式閘極(gate-all-around，GAA)晶片製程；此新一代技術號稱可在目前台積電(TSMC)佔據市場主導地位的5奈米節點，提供超越現有FinFET製程的電晶體密度。

「我們將完成第一代GAA製程3GAE的驗證，預計2022年第一季量產；」三星晶圓代工業務部門(Foundry Market Strategy Team)負責人Moonsoo Kang在日前最新一季的財報發佈會上表示：「我們將按照時程繼續研發第二代GAA製程3GAP。」

3GAE與3GAP是三星開發中第一代與二代GAA製程的代號。GAA電晶體架構是以閘極360度環繞半導體元件通道，可持續實現製程微縮；GAA與FinFET技術皆可實現3D結構晶片，相較於較舊的平面製程，能大幅提升電晶體密度。

台積電將按照時程在2022下半年推出3奈米晶片製程，仍採用FinFET技術──這是比較「安全」的選擇，因為現有EDA工具以及矽智財(IP)都與FinFET相容。而三星在2021年在GAA技術投入規模創紀錄的資金，以取得超越對手台積電的優勢。晶圓代工業務在過去幾十年的成長表現都優於整體半導體產業。

2021年三星的資本支出金額規模為48.2兆韓圜(398億美元)，其中在半導體業務與平面顯示器業務分別投資43.6兆韓圜以及2.6兆韓圜。總計三星2021年晶片業務資本支出約360億美元，超越台積電同年度的資本支出300億美元。

產品涵蓋晶片到手機的三星電子未分列其晶圓代工業務與記憶體產品業務的資本支出，該公司也未提供2022年資本支出的預估金額。專注晶圓代工業務的台積電則是於稍早前表示，該公司2022年度資本支出預計達440億美元。台積電與三星都向ASML採購極紫外光(EUV)微影機台，將之視為在先進製程節點取得競爭力的關鍵；兩家公司都表示，高性能運算(HPC)以及5G相關應用是驅動市場需求的主力。

三星晶圓代工業務在2021年的投資聚焦於5奈米製程技術，是在韓國平澤市(Pyeongtaek)的晶圓廠以EUV設備生產。「雖然我們2021年未實現盈餘，但相信未來將有顯著的成長；」三星投資者關係發言人Ben Suh表示：「僅敢如此，整體供應量的增加仍帶來了創新高紀錄營收，季獲利略為下降的原因是與先進製程的成本提升相關。」

Suh指出，儘管有與持續性供應鏈問題以及疫情相關的不確定性，三星的目標是提高先進節點記憶體晶片的銷售量，以支援伺服器與PC應用領域的需求復甦。該公司預期，拜先進製程節點產量提升之賜，其晶圓代工業績表現今年將超越半導體產業的成長。

台積電也在不久前表示，該公司預期業績表現將超越整體產業成長，銷售額可望有超越20%的增加。市場研究機構IC Insights預測，全球晶片市場在2020年成長13%，以及2021年成長26%之後，2022年成長速度將趨緩來到11%；以該預測為基礎，全球晶片銷售額將繼2021年的5,098億美元之後，在2022年達到創紀錄的5,651億美元。

不過三星目前的5奈米製程量產技術仍遭遇良率問題，該公司在財報發布會上對產業分析師表示，維持初始穩定良率的挑戰已經增加；但儘管先進製程節點的量產延遲程度比預期嚴重，三星仍期望將逐漸穩定。

三星目前首度為AMD生產4奈米節點GPU，後者的主要晶圓代工來源是台積電。而這只是三星與台積電這兩大晶圓代工廠搶客戶大戰的案例之一；根據瑞士信貸(Credit Suisse)的最新一篇報告，Nvidia也正準備把原本採用三星8奈米製程的GPU升級，轉向採用台積電的五奈米節點。

本文同步刊登於《電子工程專輯》雜誌2022年3月號

責編：Judith Cheng

(參考原文：Samsung Readies Gate-All-Around Ramp，By Alan Patterson)

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