ADC代表啥数字？

长久以来，台积电在芯片代工领域一直都是扮演着霸主角色。 无论代工技术，还是代工规模，均是领先对手 。不过最近一段时间，网上关于“芯片代工市场变天”、“三星取代台积电”的消息层出不穷。

原因在于 三星在不久前举办的IEEE ISSCC国际固态电路大会上，展示了全球首款3nm芯片。

而且，三星展示的这款芯片不仅使用最先进制程工艺， 还快台积电一步升级了GAAFET(环绕栅极场效应晶体管)技术。

简单来说，目前台积电和三星生产5nm芯片时，都是使用FinFET(鳍式场效应晶体管)技术。 三星3nm芯片所采用的GAAFET技术，被视为是FinFET的次世代技术。

这项技术优点是构造优秀，采用FinFET技术的芯片，能够包容更多的晶体管。

而 GAAFET技术不仅保持FinFET技术优点，还能对芯片上的晶体管进行排序调整， 最大限度提升能源利用率。以此达到节能、减热的效果。

根据三星官方给出的数据，使用GAAFET技术的3nm芯片，比使用FinFET技术的3nm芯片， 功耗降低了50%，性能提升了30%。

如果三星给出的数据真实， 那么拥有GAAFET技术加持的三星3nm芯片，表现必然胜过同时期的台积电芯片 。三星反超台积电，成为世界第一芯片代工厂商的目标或将在近两年就可以实现。

不过，台积电并非是没有后手。要知道，台积电在市场上一直都是以精湛的技术傲视群雄。此次面对来势汹汹的三星，台积电也开始提速，并且在芯片工艺上进行了技术升级。

根据台媒报道， 台积电将联手日本芯片产业共同冲刺2nm芯片 。日本虽然没有先进的晶圆代工厂，但是日本在先进工艺的上游却占有很重要的位置。

以国内用户最为熟悉的EUV光刻机为例，众所周知，全球只有ASML一家公司拥有生产EUV光刻机的能力。但很多人都不知道， ASML公司缺少日本企业帮助，也根本不可能造出EUV光刻机。

日本企业在EUV光刻机制造的多个环节都发挥着重要作用。 日本东京电子占据光刻机涂布显影设备市场100%份额，日本Lasertec Corp公司还是全球唯一能生产EUV光罩检测设备的企业 ，而在光刻胶销售方面，日本厂商的份额同样遥遥领先。

对于台积电而言，借助日本半导体产业深厚的技术基础，新技术研发将会事半功倍。而日本同样十分期待与台积电合作。事实上早在2020年 ，日本就向台积电伸出了橄榄枝，邀请台积电赴日建立先进的芯片制造工厂。

此外， 日本还将东京电子、佳能、SCREEN等本土芯片设备巨头拉拢到一起，组出了一支研发团队 ，计划在今年年中确立2nm之后的次世代半导体制造技术，并要求这些公司设立测试产线，研发相关的细微电加工、洗净技术。可以说，日本为此次合作已经做好了充足的准备。

结合之前台积电公布的消息来看， 台积电将在2nm工艺上使用MBCFET(多桥通道场效应晶体管)技术，这也是GAAFET技术的一种，这项工艺会在2023年小规模试产，2024年开始普及 。比三星的3nmGAAFET技术更先进。

而除了三星和台积电，另外一家芯片巨头英特尔也对芯片代工市场虎视眈眈。不过，短期来看，英特尔的实力与三星、台积电还有不小的差距。

三星和台积电的强强对话将是未来五到十年芯片代工市场最常见的景象。

你认为三星和台积电哪家厂商会笑到最后？

近几年，台积电在芯片工艺制程上一路领先，苹果、联发科、高通都是其客户。与之相比三星在芯片制程上就要落后许多了，即便同样是5nm工艺制程，台积电的也更好一些。当然三星也在奋起直追。

在IEEE ISSCC国际固态电路大会上，三星展示了其3nm工艺制程制造的芯片，准确的说是一颗256Gb(32GB)容量的SRAM存储芯片，预计明年实现量产。重要的是写入电压仅需023V，为何要强调写入电压呢？

芯片的漏电现象可以说是芯片功耗最大的杀手锏，目前漏电所产生的功耗占据了芯片功耗的50%以上。曾经的台积电因为漏电还荣获“台漏电”的称号。而更低地写入电压可以改善芯片的漏电现象。

这对于目前功耗不断创新高的手机来说是一件好事。功耗低了，就不需要那么强的散热了，就不需要太多的空间来堆散热了，手机的电池也就可以更大了，续航问题不就解决了？

一直被台积电压一头的三星这次可能真的要实现弯道超车了，三星和台积电的3nm工艺制程使用的是不同的技术路线。三星的3nm工艺制程晶体管的密度能增加80%多，功耗降低50%；台积电的3纳米制程集体密度增加70%，功耗可降低27%。但从技术参数上来看，三星的3nm工艺似乎是更领先的。但是技术参数是一回事，实际表现又是另一回事，这一次三星和台积电谁会是最后的赢家了？

芯片制造技术有多重要就不必多说了吧，目前中国大陆最先进的芯片工艺制程是中芯国际的14nm，和国际先进水平相差甚远。华为麒麟芯片被卡脖子，就是因为芯片的制造受制于人。

先进的芯片工艺支持需要用到EUV光刻机，目前全球唯一能生产光EUV光刻机的只有荷兰AMSL公司，而这家公司的背后又是西方国家。EUV光刻机的产量每年仅有20几台，单价高达12亿美元。台积电早在去年就斥巨资下单了13台。

在全球芯片短缺的当下，3nm制程芯片明年能不能大规模量产还真不好说。3nm制程芯片量产初期必然是产量较低的，芯片制造厂商是不是应该多花精力扩充5nm芯片的产能来缓解全球芯片短缺呢？

芯片制程之争，谁会是最后的赢家呢？拭目以待！

国际固态电路会议（ISSCC 2022）将于2022年2月20日至24日以现场活动和虚拟活动两种形式同时举行。 在这个瞬息万变、竞争激烈的市场，ISSCC继续成为固态电路和SoC主题的全球参考。 ISSCC 2022的中心主题将是“Intelligent Silicon for a Sustainable World（面向可持续世界的智能硅片）”。Rae允诺说，尽管可持续性话题在全体会议的标题中体现得可能并不明显，但其在全体会议、论坛和技术论文中都有论及。“我可以向你保证有这个话题，但可能隐含在功耗中。”Rae在ISSCC 2022总体宣讲之后的问答环节告诉笔者，“随着数据中心的功耗和数据传输量的增加，云计算的水平可能变得不可持续，因此通过边缘处理来降低功耗是一个很大的推动力。在ISSCC 2022上，意法半导体（ST）销售、营销、传播和战略发展总裁Marco Cassis将出席该欧洲全体会议。他的主题演讲题为“Intelligent Sensing: Enabling the Next Automation Age（智能传感：赋能下一个自动化时代）”，将会讨论物联网（IoT）的出现以及由此产生的智能传感器的激增。随之而来的是越来越需要将智能推向边缘，而将AI信号处理嵌入到传感器当中。

随着物联网的逐渐铺开，人们已经在生活中看到了越来越多的物联网模块：智能水表，共享单车，等等。目前的物联网仍然主要由运营商推动，物联网模块需要使用标准蜂窝协议与基站通讯。由于基站需要覆盖尽可能大的面积，因此物联网模块需要能做到在距离基站很远时仍能通讯，这就对于物联网模块的射频发射功率有了很高的要求;从另一个角度来说，物联网模块在做无线通讯时仍然需要消耗高达30mA的电流，这使得目前的物联网模组仍然需要配合较高容量的电池(如五号电池)才能工作，这也导致了物联网模组的尺寸很难做小。

为了能进一步普及物联网，必须克服这个功耗以及尺寸的限制。例如，如果未来要把物联网做到植入人体内，则不可能再搭配五号电池，而必须使用更小的电池甚至使用能量获取系统从环境中获取能量彻底摆脱电池的限制。为了实现这个目标，从通讯协议上说，可以使用更低功耗的自组网技术，类似BLE;而从电路实现上，则必须使用创新电路来降低功耗。

能量获取技术

根据之前的讨论，目前电池的尺寸和成本都已经成为了限制IoT设备近一步进入潜在市场的瓶颈。那么，有没有可能使用从环境中获得能量来支持物联网节点工作呢这种从环境中获取能量来支持物联网节点工作的模块叫做“能量获取”(energy harvesting)，目前能量获取电路芯片的研究已经成为了研究领域的热门方向。

目前最成熟的能量获取系统可以说是太阳能电池。传统太阳能电池能提供较好的能量获取效率，但是付出的代价是难以集成到CMOS芯片上。最近，不少研究机构都在使用新型CMOS太阳能电池，从而可以和物联网节点的其他模块集成到同一块芯片上，大大增加了集成度并减小模组尺寸。当然，集成在CMOS芯片上的太阳能电池需要付出低能量输出的代价，目前常见的CMOS片上太阳能电池在室内灯光下能提供nW等级的功率输出，而在强光下能提供uW级别的功率输出，这就对物联网模组的整体功耗优化提出了很高的要求。另一方面，也可以将能量获取与小尺寸微型电池配合使用，当光照较好时使用太阳能电池而在光照较弱时使用备用电池，从而提升整体物联网模组的电池寿命。

除了太阳能电池外，另一个广为人知的环境能量就是WiFi信号。今年ISSCC上，来自俄勒冈州立大学的研究组发表了从环境中的WiFi信号获取能量的芯片。先来点背景知识：WiFi的最大发射功率是30dBm(即1W)，在简单的环境里(即没有遮挡等)信号功率随着与发射设备的距离平方衰减，在距离3m左右的距离信号功率就衰减到了1uW(-30dBm)左右，而如果有物体遮挡则会导致功率更小。俄勒冈州立大学发表的论文中，芯片配合直径为15cm的天线可以在非常低的无线信号功率(-33dBm即500nW)下也能工作给电池充电，能量获取效率在5-10%左右(即在距离发射源3m的情况下输出功率在50nW左右)。因此，WiFi信号也可以用来给物联网模组提供能量，但是其输出功率在现实的距离上也不大，同样也需要节点模组对于功耗做深度优化。

另外，机械能也可以作为物联网节点的能量获取来源。压电效应可以把机械能转换为电能，从而使用压电材料(例如压电MEMS)就能为物联网节点充电。使用压电材料做能量源的典型应用包括各种智能城市和工业应用，例如当有车压过减速带的时候，减速带下的物联网传感器上的压电材料可以利用车辆压力的机械能给传感器充电并唤醒传感器，从而实现车辆数量统计等。这样，机械压力即可以作为需要测量的信号，其本身又可以作为能量源，所以在没有信号的时候就无需浪费能量了!压电材料的输出功率随着机械能的大小不同会有很大的区别，一般在nW-mW的数量级范围。

唤醒式无线系统

传统的IoT无线收发系统使用的往往是周期性通讯或主动事件驱动通讯的方案。周期性通讯指的是IoT节点定期打开与中心节点通讯，并在其他时间休眠;事件驱动通讯则是指IoT节点仅仅在传感器监测到特定事件时才与中心节点通讯，而其它时候都休眠。

在这两种模式中，都需要IoT节点主动与中心节点建立连接并通讯。然而，这个建立连接的过程是非常消耗能量的。因此，唤醒式无线系统的概念就应运而生。

什么是唤醒式无线系统就是该该系统在大多数时候都是休眠的，仅仅当主节点发射特定信号时才会唤醒无线系统。换句话说，连接的建立这个耗费能量的过程并不由IoT节点来完成，而是由中心节点通过发送唤醒信号来完成。

当建立连接的事件由中心节点来驱动时，一切都变得简单。首先，中心节点可以发射一段射频信号，而IoT节点可以通过能量获取(energy harvesting)电路从该射频信号中获取能量为内部电容充电。当IoT节点的电容充电完毕后，无线连接系统就可以使用电容里的能量来发射射频信号与中心节点通讯。这样一来，就可以做到无电池 *** 作。想象一下，如果不是使用唤醒式无线系统，而是使用IoT主动连接的话，无电池就会变得困难，因为无法保证IoT节点在需要通讯的时候在节点内有足够的能量。反之，现在使用唤醒式系统，中心节点在需要IoT节点工作时首先为其充电唤醒，就能保证每次IoT节点都有足够能量通讯。

那么，这样的唤醒式无线系统功耗有多低呢在2016年的ISSCC上，来自初创公司PsiKick发表的支持BLE网络的唤醒式接收机在做无线通讯时仅需要400 nW的功耗，而到了2017年ISSCC，加州大学圣地亚哥分校发表的唤醒式接收机更是把功耗做到了45 nW，比起传统需要毫瓦级的IoT芯片小了4-6个数量级!

来自UCSD的45 nW超低功耗唤醒式接收机

反射调制系统

唤醒式接收机主要解决了无线链路中如何低功耗接收信号的问题，但是在如果使用传统的发射机，则还是需要主动发射射频信号。发射机也是非常费电的，发射信号时所需的功耗常常要达到毫瓦数量级。那么，有没有可能在发射机处也做一些创新，降低功耗呢

确实已经有人另辟蹊径，想到了不发射射频信号也能把IoT节点传感器的信息传输出去的办法，就是由华盛顿大学研究人员提出的使用发射调制。反射调制有点像在航海和野外探险中的日光信号镜，日光信号镜通过不同角度的反射太阳光来传递信息。在这里，信号的载体是太阳光，但是太阳光能量并非传递信号的人发射的，而是作为第三方的太阳提供的。类似的，华盛顿大学研究人员提出的办法也是这样：中心节点发射射频信号，IoT节点则传感器的输出来改变(调制)天线的发射系数，这样中心节点通过检测反射信号就可以接收IoT节点的信号。在整个过程中IoT节点并没有发射射频信号，而是反射中心节点发出的射频信号，这样就实现了超低功耗。

华盛顿大学的Shyam Gollakota教授率领的研究组在反射调制实现的超低功耗IoT领域目前已经完成了三个相关项目。去年，他们完成了passive WiFi和interscatter项目。Passive WiFi用于长距离反射通信，使用WiFi路由器发射功率相对较高的射频信号，而IoT节点则调制天线反射系数来传递信息。多个IoT节点可以共存，并使用类似CDMA扩频的方式来同时发射信息。interscatter则用于短距离数据传输，使用移动设备发射功率较低的射频信号，而IoT节点则调制该射频信号的反射来实现信息传输的目的。Passive WiFi和interscatter芯片的功耗都在10-20微瓦附近，比起动辄毫瓦级别的传统IoT无线芯片小了几个数量级，同时也为物联网节点进入人体内等应用场景铺平了道路。

Passive WiFi(上)与Interscatter(下)使用反射调制，分别针对长距离与短距离应用。

Passive WiFi和Interscatter还需要使用电信号因此需要供电，而Gollakota教授最近发表的Printed WiFi则是更进一步，完全不需要供电了!

在物联网的应用中，许多需要检测的物理量其实不是电信号，例如速度，液体流量等等。这些物理量虽然不是电物理量，但是由于目前主流的信号处理和传输都是使用电子系统，因此传统的做法还是使用传感器电子芯片把这些物理量转化为电信号，之后再用无线连接传输出去。其实，这一步转化过程并非必要，而且会引入额外的能量消耗。Printed WiFi的创新之处就是使用机械系统去调制天线的反射系数，从而通过反射调制把这些物理量传输出去。这样，在IoT节点就完全避免了电子系统，从而真正实现无电池工作!

目前，这些机械系统使用3D打印的方式制作，这也是该项目取名Printed WiFi的原因。

上图是Printed WiFi的一个例子，即转速传感器。d簧、齿轮等机械器件在上方测速仪旋转时会周期性地闭合/打开最下方天线(slot antenna)中的开关，从而周期性地(周期即旋转速度)改变最下方天线的反射特性，这样中心节点只要通过反射射频信号就能读出旋转速度。最下方的图是该传感器在不同转速时的反射信号在时间域的变化情况，可见通过反射信号可以把转速信息提取出来。

超低功耗传感器

物联网节点最基本的目标就是提供传感功能，因此超低功耗传感器也是必不可少。目前，温度、光照传感器在经过深度优化后已经可以实现nW-uW数量级的功耗，而在智能音响中得到广泛应用的声音传感器则往往要消耗mW数量级甚至更高的功耗，因此成为了下一步突破研发的重点。

在声音传感器领域，最近的突破来自于压电MEMS。传统的声音传感器(即麦克风)必须把整个系统(包括后端ADC和DSP)一直处于活动待机状态，以避免错过任何有用的声音信号，因此平均功耗在接近mW这样的数量级。然而，在不少环境下，这样的系统其实造成了能量的浪费，因为大多数时候环境里可能并没有声音，造成了ADC、DSP等模组能量的浪费。而使用压电MEMS可以避免这样的问题：当没有声音信号时，压电MEMS系统处于休眠状态，仅仅前端压电MEMS麦克风在待命，而后端的ADC、DSP都处于休眠状态，整体功耗在uW数量级。而一旦有用声音信号出现并被压电MEMS检测到，则压电MEMS麦克风可以输出唤醒信号将后面的ADC和DSP唤醒，从而不错过有用信号。因此，整体声音传感器的平均功耗可以在常规的应用场景下可以控制在uW数量级，从而使声音传感器可以进入更多应用场景。

超低功耗MCU

物联网节点里的最后一个关键模组是MCU。MCU作为控制整个物联网节点的核心模组，其功耗也往往不可忽视。如何减小MCU的功耗MCU功耗一般分为静态漏电和动态功耗两部分。在静态漏电部分，为了减小漏电，可以做的是减小电源电压，以及使用低漏电的标准单元设计。在动态功耗部分，我们可以减小电源电压或者降低时钟频率来降低功耗。由此可见，降低电源电压可以同时降低静态漏电和动态功耗，因此能将电源电压降低的亚阈值电路设计就成了超低功耗MCU设计的必由之路。举例来说，将电源电压由12V降低到05V可以将动态功耗降低接近6倍，而静态漏电更是指数级下降。当然，亚阈值电路设计会涉及一些设计流程方面的挑战，例如如何确定亚阈值门电路的延迟，建立/保持时间等都需要仔细仿真和优化。在学术界，弗吉尼亚大学的研究组发布了动态功耗低至500nW的传感器SoC，其中除了MCU之外还包括了计算加速和无线基带。在已经商业化的技术方面，初创公司Ambiq的Apollo系列MCU可以实现35uA/MHz的超低功耗，其设计使用了Ambiq拥有多年积累的SPOT亚阈值设计技术。在未来，我们可望可以看到功耗低至nW数量级的MCU，从而为使用能量获取技术的物联网节点铺平道路。

结语

随着物联网的发展，目前第一代广域物联网已经快速铺开走进了千家万户。然而，广域物联网节点由于必须满足覆盖需求，因此射频功耗很难做小，从而限制了应用场景(例如人体内传感器等无法使用大容量电池的场景)。局域物联网将会成为物联网发展的下一步，本文介绍的能量获取技术配合超低功耗无线通信、MCU和传感器可望让物联网节点突破传统的限制，在尺寸和电池寿命方面都得到革命性的突破，从而为物联网进入可植入式传感器等新应用铺平道路。

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是的，2月17日，第68届国际固态电路会议（ISSCC 2021）上，来自安徽合肥市的中国电科38所发布了一款高性能77GHz毫米波芯片及模组，在国际上首次实现两颗3发4收毫米波芯片及10路毫米波天线单封装集成，探测距离达到385米，刷新了当前全球毫米波封装天线最远探测距离的新纪录，为近距离智能感知提供了一种小体积和低成本解决方案。

毫米波简介

与光波相比，毫米波利用大气窗口（毫米波与亚毫米波在大气中传播时，由于气体分子谐振吸收所致的某些衰减为极小值的频率）传播时的衰减小，受自然光和热辐射源影响小。

优点：

1）极宽的带宽。通常认为毫米波频率范围为265～300GHz，带宽高达2735GHz。超过从直流到微波全部带宽的10倍。即使考虑大气吸收，在大气中传播时只能使用四个主要窗口，但这四个窗口的总带宽也可达135GHz，为微波以下各波段带宽之和的5倍。这在频率资源紧张的今天无疑极具吸引力。

2）波束窄。在相同天线尺寸下毫米波的波束要比微波的波束窄得多。例如一个 12cm的天线，在94GHz时波束宽度为18度，而94GHz时波束宽度仅18度。因此可以分辨相距更近的小目标或者更为清晰地观察目标的细节。

3）与激光相比，毫米波的传播受气候的影响要小得多，可以认为具有全天候特性。

4）和微波相比，毫米波元器件的尺寸要小得多。因此毫米波系统更容易小型化。

缺点：

1）大气中传播衰减严重。

2）器件加工精度要求高。

毫米波在通信、雷达、遥感和射电天文等领域有大量的应用。要想成功地设计并研制出性能优良的毫米波系统，必须了解毫米波在不同气象条件下的大气传播特性。影响毫米波传播特性的因素主要有：构成大气成分的分子吸收（氧气、水蒸气等）、降水（包括雨、雾、雪、雹、云等）、大气中的悬浮物（尘埃、烟雾等）、以及环境（包括植被、地面、障碍物等），这些因素的共同作用，会使毫米波信号受到衰减、散射、改变极化和传播路径，进而在毫米波系统中引进新的噪声，这诸多因素将对毫米波系统的工作造成极大影响，因此我们必须详细研究毫米波的传播特性。

2020年漂亮国从芯片制造层面出发，对华为进行全面打压，使华为陷入芯片危机之中，核心业务智能手机遭遇重大挑战。 这时人们才发现虽然“中国制造”已经在世界舞台上大放异彩，中国也被称之为是“世界工厂”，但是在高端领域制造方面，与漂亮国等发达国家相比，仍然具有很大的差距。 不过幸运的是，当下无论是国家，还是企业都开始集中一切力量进行全面攻克。如果这次能够彻底沉下心来搞科研，那么中国芯工程将极具希望。自我国宣布全面攻克半导体制造技术以来，就捷报频传。

虽然中国芯好消息不断，但与先进工艺相比，仍然具有很大的差距。目前5nm工艺制程芯片已经成功量产，并成功应用到了各大智能手机中。 但是我国半导体行业中有着最强实力的中芯国际目前连7nm工艺尚未攻破，未来在芯片上的发展仍然任重而道远。 但就在刚刚过去不久的IEEE ISSCC国际固态电路大会上，三星成功引燃了全世界范围内的芯片之争。 在大会上，三星首发应用3nm工艺制造的SRAM存储芯片，将半导体工艺再度推上一个进程，台积电与其的纷争彻底点燃。 全球首款3nm芯片！三星放大招了，而这也给我国半导体研发工作带来了更大的压力。

3nm芯片！三星放大招了， 据悉，来自三星的3nm工艺SRAM存储芯片，其容量为256GB，面积仅为56平方毫米，性能提升30%，功耗降低50%，预计在2022年正式量产。台积电虽然没有首发3nm工艺芯片，不过就目前透露的消息来看，明年也将实现3nm芯片的量产。 半导体领域再上一个台阶。

就目前半导体领域知名公司而言，以高通、联发科、台积电、三星、英特尔以及华为等公司为例。 但是需要说明的是，高通、联发科和华为这些企业，其工艺主要体现在芯片设计上，但是在芯片制造上却有着极大的缺陷。 任正非曾经就明确表明，华为海思在芯片设计上，绝对处于世界领先位置。但是在制造方面，此前几乎没有涉及，从而陷入危机。

与华为不同的是，英特尔和三星不仅掌握了芯片设计工艺，更掌握了相应的先进芯片制造工艺，是全球IDM双杰。 而台积电的定位则是只聚焦于芯片加工方面，也就是只管制造，而不管设计，但这也是最重要的一环。 所以在芯片工艺上，真正的争论主要集中在英特尔、三星和台积电三家身上。 但就目前而言，英特尔在技术上已经明显落后，芯片制造先进工艺的争夺主要在三星和台积电两家。

在台积电尚未兴起之前，世界半导体发展主要在于英特尔和三星两家。 直至2010年之后，三星进军智能手机行业，与苹果产生直接冲突，苹果芯片订单转交给只从事芯片制造的台积电，从而使得全球半导体行业发生改变。 台积电自此以后，开始接到越来越多的订单，仅沉浸在制造上的它技术也突飞猛进，成为目前芯片制造技术最成熟的企业。。 只不过就2020年整体营收来看，英特尔为700多亿美元，增速37%；三星为560亿美元，增速77%；台积电为474亿美元，增速50%。

从营收来看，目前的台积电还是三家最少的存在，但从增速来看，却是最快的。那么也就说明，超越他们是迟早的事情 。更不要说英特尔当下还停留在7nm工艺水平，而三星和台积电已经相继成功量产5nm芯片，并且在3nm上展开争夺。

只不过就当下的5nm工艺芯片来看，三星的效果不如台积电所生产的5nm芯片。其发热、功耗等各种问题均比台积电更为严重。 台积电也顺利坐上了最强芯片制造厂商的宝座。不过从本次三星首发3nm芯片来看，它似乎先发夺人。

为了成功超越台积电芯片制造技术，三星于2019年启动了“半导体2030计划”。该计划中表明，未来10年内三星会投资133万亿韩元（大约7900亿人民币）用来发展半导体技术，其中以先进制程为规划重点，令自己成为全球最大的半导体公司，防止台积电赶超自己。那么就当下来看，三星有机会在明年实现技术上的称霸，从而完成目标吗？

我们前面提过，虽然本次三星首发了3nm工艺芯片，但台积电在技术上也已经获得了重大突破，同样在2022年可以实现量产。 而台积电之所以没有发布相关工艺芯片，可能是因为相关设计公司尚未提供方案，也有可能是台积电聚焦的是技术要求更高的中央处理器，这也是它所擅长的地方。所以三星是否能够在技术上超越台积电，当下还不好说。

但是根据当下透露出的消息来看，三星在3nm工艺芯片上采用了全新的晶体管技术，利用GAA技术来解决此前在5nm工艺遇到的发热、功耗过大等一系列问题。而台积电在3nm上则是继续应用传统的FinFET工艺。 两者相较而言的话，GAAFET技术在排列上更为紧密，可容纳的晶体管数量更多，因此相应的芯片面积会进一步缩小，加上其对跨通道电流更为精准的控制，进而有望实现技术上的领先。当然了，新技术也缺乏相应的经验，成熟度不够可能导致良品率下降。

同时从规模上来看的话，三星应该可以继续保持自己的领先地位。台积电的产能毕竟有限，而且属于代工，与三星的IDM有着本质区别。并且就目前的消息来看，仅苹果一家的订单，就占据了台积电四分之一的5nm产能。而3nm作为更高级的工艺，虽然会实现量产，但产能也会随之下降，苹果将会占据更多。那么也就意味着三星有更多的机会超越。

当然了，归根到底主要还是在于技术如何。要知道，当下的5nm工艺虽然台积电的表现要优于三星，但总体评价不是很好存在极大的弊端。升级后的3nm究竟能否达到人们预期的水平，令所有人期待。 同时，也告诫我国，必须进一步加快半导体技术的研发攻克，决不能因为获得了一些成就便洋洋自得，距离真正的突破还有相当长的一段距离，还有许多困难等待着我们的攻克。

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