三星Exynos 2500芯片試產失?。?nm GAA工藝仍存缺陷

最新報道，三星的3nm GAA生產工藝存在問題，原計劃搭載于Galaxy S25/S25+手機的Exynos 2500芯片在生產過程中被發現存在嚴重缺陷，導致良品率直接跌至0%。

報道詳細指出，由于Exynos 2500芯片在3nm工藝下的生產質量問題，未能通過三星內部的質量檢測。這不僅影響了Galaxy S25系列手機的生產計劃，還導致原定于后續推出的Galaxy Watch 7的芯片組也無法如期進入量產階段。

值得關注的是，Exynos 2500原計劃沿用上一代的10核CPU架構，升級之處在于將采用全新的Cortex-X5以及Cortex-A730內核，相較于Exynos 2400所采用的Cortex-X4與Cortex-A720內核，性能預計將有顯著提升。至于低功耗核心，新舊兩代芯片都將使用相同的Cortex-A520，但具體頻率尚未透露。

然而遺憾的是，Cortex-X5和Cortex-X4的時鐘頻率差異微乎其微，測試頻率在3.20GHz和3.30GHz之間。最終，Exynos 2500的時鐘頻率提升可能僅為100MHz，甚至可能根本沒有任何提升。

目前，由于Exynos 2500芯片的試產失敗，三星已經被迫推遲了大規模生產的計劃。這一事件對于三星來說無疑是一次重大的挫敗，尤其是在其與臺積電在半導體工藝制程領域的競爭日益激烈的情況下。目前尚不清楚三星是否有能力及時解決這個良率問題。

事實上，三星的3nm工藝技術在業界被視為一項重大突破。相比臺積電在2nm工藝制程上才會轉向GAA晶體管的路線策略，三星在第一代3nm工藝上就采用了GAA晶體管技術，而且是MBCFET多橋通道場效應晶體管，被稱為SF3E，也就是3GAE工藝。

這種技術采用了更寬通的納米片，與采用窄通道納米線的GAA技術相比能提供更高的性能和能耗比。此外，GAA的設計靈活性對設計技術協同優化（DTCO）非常有利，有助于實現更好的PPA優勢。

據稱，與三星5nm工藝相比，第一代3nm工藝可以使功耗降低45%，性能提升23%，芯片面積減少16%；而未來第二代3nm工藝則使功耗降低50%，性能提升30%，芯片面積減少35%。

然而，盡管技術上取得了一定的突破，但三星在試產階段卻遭遇了良品率的問題。這不僅讓業界對其3nm工藝技術的成熟度產生了質疑，也讓人們對三星在半導體領域的競爭前景感到擔憂。畢竟，對于一家以技術為驅動的公司來說，芯片良品率的問題可能會對其市場份額和聲譽造成重大影響。

三星在芯片制程方面的挫折，不僅影響了其晶圓代工業務，也對其存儲器和手機業務造成了負面影響 —— 三星在DRAM制程方面也遇到了瓶頸，拿著EUV設備卻干不過美光的DUV設備，密度和成本都處于劣勢。

反觀臺積電，其在先進制程的步伐非常穩健。2022年12月29日，臺積電布3nm芯片即日起開始量產；2023年以來，基于臺積電3nm制程工藝的芯片已陸續發布，如聯發科天璣9400芯片、蘋果A17 Pro等。

臺積電明年的3nm NTO芯片設計定案（New Tape-Outs，NTOs）數量激增，除了傳統客戶聯發科、AMD、英偉達、英特爾、高通外，特斯拉也確認加入N3P客戶名單，預計將以此生產次世代FSD智駕芯片。

三星3nm制程工藝的芯片在量產商用上仍遙遙無期，這意味著該領域將在一段時期內被臺積電壟斷，其中的利潤不用多說：臺積電方面表示2023年第四季度的營收得益于3nm工藝產量的持續強勁增長，并且僅僅兩個季度就為臺積電貢獻了29.43億美元。

雖然臺積電3nm工藝是基于舊技術路線，但根據臺積電的數據，與5nm工藝相比，N3E可以在相同頻率下降低32%的功耗，或者在相同功耗下提高18%的性能；而相較于N3E，N3P則可以在相同功耗下提高5%的性能，或者在相同頻率下降低5%~10%的功耗，還可以將晶體管密度提高4%，達到1.7倍于5nm工藝的水平。