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三星五年趕超台積電？
當三星終於能解決3nm良率問題時，一定會想起自己發布世界首款14nm移動處理器的那個午後。
去年6月，三星宣布正式生產3nm芯片，成為了全球唯一一家採用GAA（Gate-All-Around）架構晶體管技術，並提供3nm工藝代工服務的半導體廠商。
有人說，超越英特爾和台積電提前量產3nm，三星又一次走在了大家的前面，也再一次證明了韓國半導體產業的實力，4nm與5nm的小小失利無礙於大局。
然而在簡單的好消息發布後，壞消息就接踵而至：有媒體報導稱投產良率過低，而首批量產的芯片規模較小，短時間還沒有大客戶願意買單，所謂的量產相當於賠本賺吆喝，和老對手台積電相比差距明顯。
面對外界的種種質疑，三星表現得非常低調，直到最近才表示，經過改進的3nm工藝量產良品率已達到60%-70%，在最新的路線圖中，三星計劃明年量產第二代3nm工藝（3GAP），2025年量產2nm工藝（SF2）。
但這也引發了更多人的擔憂，台積電即將大規模量產3nm蘋果芯片，三星卻遲遲拿不出大規模量產3nm芯片的方案，它的良率真的符合客戶預期了嗎？第二代3nm工藝真的能斬台積電N3於馬下嗎？高通、AMD、英偉達這些大客戶真的會在3nm節點上回心轉意嗎？
繼續改進已有的4nm工藝，缺席2023年的3nm之戰，是三星半導體部門最穩健最合理的抉擇，只是避而不戰這種做法，完全沒了當初敢於反週期投資的魄力。
三星14nm——彎道超車的開始
“三星先進的14 納米FinFET 工藝技術無疑是業界最先進的邏輯工藝技術，”三星系統LSI 部門銷售與營銷執行副總裁說。“我們希望我們的14 納米移動應用處理器的生產能夠進一步提高旗艦智能手機的性能，從而對移動行業的發展產生積極影響。”
從新聞稿的字裡行間不難感受出這位三星部門領導人的自豪感，在高通、蘋果、聯發科等廠商還在用台積電的20nm工藝時，自家的Exynos處理器卻能捷足先登，搶先一年用上14nm工藝，無論是性能還是能耗比，都能以碾壓之勢擊敗同期的旗艦移動處理器。
他的底氣，自然是來源於三星半導體部門的14nm工藝，但這一工藝屬實來之不易。
同樣身為亞洲四小龍，新加坡、中國台灣與韓國這三小龍，在半導體產業蓬勃發展之際，都選擇了大力引進和本地扶持，大量美國歐洲的半導體廠商湧入設廠，在承接了這部分產業之後，一部分優秀的本土廠商也趁勢而起，台灣的台積電，韓國的三星電子，就是多如牛毛一般的本土廠商中的佼佼者。
三星電子因重金押注在存儲上而飛黃騰達，台積電卻是在晶圓代工裡一往無前，兩家公司在起步的初期，選擇了兩條不同的賽道。
隨著德國的奇夢達和日本的爾必達相繼破產倒閉，三星半導體在存儲市場上已經觸及天花板，恰好此時的智能手機崛起，以台積電為首的台灣半導體廠商大放光彩，依靠晶圓代工賺得盆滿缽滿，怎麼能讓人不心動呢？
恰逢2005年全球存儲市場大跌，為了讓半導體部門減少虧損，三星順勢而為，在這一年正式開啟了晶圓代工的業務，
不過三星在製程上，始終落後台積電半截，台積電不僅是第一家採用浸沒式光刻工藝生產90nm芯片的廠商，也是全球首家推出28nm通用工藝技術的廠商，在28nm這個關鍵節點中，台積電連續多年霸占市佔第一名的寶座，智能手機初期較為出名的幾顆高端處理器，如高通驍龍800和聯發科的MT6589T使用的都是台積電的28nm工藝。
三星雖然也有自己的晶圓廠，但在製程更迭方面的就遠不如做代工出身的台積電了，2005年時三星以90nm為起點，接下了高通的CDMA芯片的訂單，而此時的台積電已經開始試產65nm芯片，客觀技術差距，再加上三星志不在此，使得它的代工業務一直徘徊在小打小鬧的層面，2005年至2009年期間，三星代工業務營收從未超過4億美元，而同時期的台積電早已接近百億美元。
但三星代工部門倒也不是一事無成，在這段時間裡，三星找上喬布斯，從2005年的iPod Shuffle的閃存開始，為蘋果代工各類芯片，其中就包括了2007年推出的iPhone，其搭載了三星S5L8900，採用了三星的90nm製程工藝，而到了三年後的iPhone 4上，蘋果雖然推出了首顆自研芯片A4，但其核心佈局與三星S5PC110極為相似，且採用了來自三星的45nm工藝，包括之後的A5、A5X、A6、A6X、A7，均交由三星進行代工。
iPhone的全球熱銷不僅讓蘋果創下一個又一個記錄，也讓三星在晶圓代工市場中的排名飛竄，從2007年的十幾名迅速抬升至2012年的第四，代工營收34.39億美元，僅落後於台積電、格芯與聯電，成為了代工市場中舉足輕重的角色，可以說，沒有蘋果，就沒有今日的三星晶圓代工業務。
成也蘋果，敗也蘋果，三星電子身為一個龐大的消費電子集團，其不僅給蘋果代工芯片，還為蘋果提供閃存、存儲、屏幕等組件，且三星手機同樣在智能手機市場中與iPhone競逐，既在台前又當幕後的三星，並不是最理想的合作對象，並且HTC被三星斷供AMOLED屏幕的教訓在前，也難免會讓蘋果心生警惕。
況且此時的晶圓代工老大——台積電不僅在2011年搶先攻克28nm工藝，還在迅速推進至20nm工藝，對性能和功耗有追求的蘋果，與台積電一拍即合，在2014年的iPhone 6系列上，拋開亦敵亦友的三星，把A8芯片的代工全部交由台積電，消息一出，三星股價瞬間下跌。
三星對於外界的風聞也不是全然不知情，從2011年開始，蘋果與台積電就已在暗通款曲，一天到晚眉來眼去，身為蘋果芯片的代工，三星在得知這一消息後，也在接待股票分析師時放出了狠話：只要台積電敢做（蘋果芯片），就一定敢告。
面對種種困難，身為全球最大晶圓代工廠的台積電，為了招徠蘋果，也是拿出了渾身解數。
針對接單蘋果後可能存在的產能不足問題，台積電下重本投資90億美元新建擴建產線：台中的台積電15廠於2010年7月16日動工建設，於2012年初廠房落成；2013年上半年和下半年開始擴建其竹科12廠和南科14廠，其中竹科12廠更是開闢出一條“蘋果專屬”20nm A8芯片研發生產線，還從南科14廠調度大批生產線工程師進行配合。
針對三星與蘋果之間的芯片IP糾紛，台積電在2011年底派出近百人的“One Team”奔赴美國蘋果總部，幫助蘋果解決A6芯片的設計和專利認證問題，還在2014年之前拿出兩版A8方案供蘋果挑選，最大限度幫助蘋果減輕與三星打IP官司的風險。
最終，2014年蘋果發布會上出現的iPhone 6與iPhone 6 Plus，裡面A8芯片絲印從Samsung悄然換成了TSMC，台積電終於擠走了三星，獨自享受這款數以億計的手機芯片訂單。
三星眼見著再無法挽留蘋果，而訴訟短期內恐怕也無法遏制台積電，於是一計不成，再生一計，那就是接受來自台積電研發老將梁孟鬆的建議，跨越28nm之後的20nm和16nm節點，衝刺14nm節點，在傳統的平面場效應管尺寸縮至極限的情況下，全力推動FinFET技術落地，將場效應晶體管實現三維立體化，化不可能為可能，最終實現彎道超車。
事實上，三星對於晶圓代工這塊肥肉蓄謀已久，2009年的三星最高經營決策會議上，就秘密通過一項計劃——Kill Taiwan（幹掉台灣），而這項該計劃的目標之一，就是代工大廠台積電。
根據媒體解密，從2009年開始，三星挖走了台積電的五十名中高層研發主管，為了強化晶圓代工的實力，三星挖角還鎖定了全球一流半導體公司的人才，有熟悉三星的人士指出，“三星挖角時會先打三年合約，保障薪資報酬至少在原公司的二倍以上，三年一到，會看表現再重新議約。”
大量半導體人才的到來與海量研發資金的湧入，終於讓三星完成了旁人看來幾乎不可能的彎道超車，在台積電尚為2014年初的20nm量產而欣喜不已之時，三星卻祭出了自己的大殺招——2014年底正式宣布14nm FinFET工藝投產。
當基於14nm的Exynos 7420發布並正式上市時，不光是剛達成合作的台積電與蘋果，所有晶圓代工廠也都傻了眼，大家還在20nm上掙扎，這個入行沒多久的韓國財閥卻提前了大半年搞出了14nm，難不成是英特爾和台積電提前給三星補課開小灶了？
而DRAM從業者早已見怪不怪，當初的三星半導體也是這樣，不僅利用反週期投資從DRAM市場的紅海裡彎道超車，在1992年率先推出全球首個64Mb DRAM，還用反週期熬死了奇夢達和爾必達，笑到了最後，這次終於輪到晶圓代工了。
不僅如此，從三星的14nm開始，晶圓代工史上最為殘酷的一輪洗牌正式拉開帷幕：能解決FinFET，那就能吃香喝辣夜夜笙歌，不能解決，那就和28nm和更老的製程玩泥巴去吧。
三星5nm——激進導致的折戟
超前台積電20nm至少一代的工藝，三星成功吸引了包括蘋果在內大量Fabless廠商的注意。
台積電更是如臨大敵，創始人張忠謀重出江湖，在2014年就緊鑼密鼓地準備了夜鷹計劃，號稱“十萬青年十萬肝、一人一肝救台灣”，挑選菁英工程師以24 小時三班制輪班方式，加速10nm 製程研發。
但在FinFET上的落後已成為定局，更致命的是，2015年推出的20nm，在高通驍龍810這顆旗艦處理器上徹底暴露了工藝裡的弊端，不管是發熱還是功耗，都達到了一個令人咋舌的地步，這一年除了搭載Exynos 7420的三星Galaxy S6系列和Note 5外，各大安卓廠商無一例外通通翻車。
而蘋果也因此開始打起了自己的小算盤：雖然和三星分道揚鑣，但如今回過頭來一想看，台積電也並非想像中那麼好，要是價格合適的話，和三星重修舊好，破鏡重圓也未嘗不可。
於是在iPhone 6s系列上，蘋果破天荒地在處理器上啟用雙供應商，A9處理器分別採用三星14nm和台積電的16nm工藝，這和日後iPhone 12啟用多個屏幕供應商也是一個道理，不僅保證了供貨的穩定，還能通過這種方式在議價中佔據主動地位，最大程度降低成本。
只不過在iPhone 6s上，三星和台積電的不同芯片的性能功耗差異還是捅出了簍子，不少用戶和網站報告稱三星版本的iPhone 6s在續航上明顯弱於台積電版本，這就導致了當年出現了退三星買台積電的熱潮，至今依舊有不少人在傳授如何辨別芯片版本的秘訣。
三星14nm工藝和台積電16nm工藝孰優孰劣？大部分人可能更傾向後者，蘋果也不例外，這次的芯片風波也讓蘋果堅定地站在了台積電這一方，讓它成為了自己處理器的唯一代工廠。
但三星此時已經通過14nm徹底證明了自己晶圓代工的實力，一部分性能功耗的差距完全可以被相對便宜的代工價格所抹平，而高通等處理器廠商，也在2016年向三星拋來了橄欖枝，將旗艦處理器驍龍820交予三星代工，大量廠商開始認可三星的晶圓代工。
至於為什麼台積電在16nm工藝絲毫不遜色甚至超越三星14nm依舊如臨大敵的原因，在2017年就浮現出了答案：這一年高通驍龍835採用三星10nm工藝，而同期的蘋果A10卻依舊採用台積電16nm工藝，除了蘋果引以為傲的單核跑分外，在能耗和多核性能上均遜色於驍龍835，台積電的的確確是落後了半個身位。
其實講到這我們不難發現，當xxnm成為一個數字代號時，最能夠檢驗工藝虛實的，就是實際代工的產品，隨著2014年之後，手機處理器開始一年一次大迭代，來自消費者的反饋讓新製程的優劣無所遁形，而三星和台積電的角力也逐漸從幕後走向台前。
從10nm開始，三星和台積電就開始了你追我趕的激烈競爭：2018年9月，蘋果A12芯片登場，採用台積電7nm工藝；2018年12月，高通驍龍855登場，採用三星7nm工藝，兩顆芯片在能耗方面並沒有拉開多大差距，兩家在7nm上幾乎打了一個平手。
為了確保優勢，三星還非常激進地在7nm就引入了EUV工藝，以此來提高生產效率，對比台積電的第一代7nm的DUV工藝，再一次走在了前面。
但在5nm這個關鍵節點上，三星的代工部門卻犯了一個致命的錯誤，徹底葬送了自2015年開始好不容易形成的大好局面，再次落後於台積電。
什麼錯誤呢？那就是三星的5nm相較於7nm，並非是一個節點到另一個節點的完整升級，而是在原來7nm的基礎上升級，不少人指出三星這是掛羊頭賣狗肉，把6nm標成5nm，為了追趕台積電的進度而強行改名。
在三星路線圖當中，明顯是以14-10-7-3這四個關鍵節點為分界線，三星本打算是在3nm上採用全新的GAA結構，再度超越台積電，在技術上取得領先地位。
從外界推測的具體技術細節也能一瞥究竟，在晶體管密度這一項上，台積電N5工藝的密度為173.1 MTr/mm²，而三星5LPE工藝的密度為126.5 MTr/mm²，雖然處在同一個量級，但其中有著不小的差距，從側面證明了三星的5nm並不是一次完整迭代。
可能會有人疑問，三星在FinFET前期還能對台積電窮追猛打，搶走了不少台積電原來的客戶，在10nm和7nm這樣的關鍵節點上，還能與台積電五五開，怎麼到了5nm上就突然掉了隊呢？
其中的原因或許可以從市場份額可見一斑，從2019年到2022年，台積電一直穩穩佔據代工市場的半壁江山，而三星雖然穩居第二，但與台積電的差距遲遲未見縮小，截至去年的第四季度， 台積電佔據58.5%的份額，三星電子佔比為15.8%，市場份額差距為42.7%，高於上一季度的40.6%，二者的差距並未縮小。
而在研發投入上，三星與台積電的差距更加明顯，在台積電連續數年猛增投入的情況下，三星還收緊了關於晶圓代工的投入，只有台積電的三分之一左右。
如此情況下，還要再加上三星的本身客戶群非常有限。台積電早已坐擁蘋果、博通、海思、AMD、聯發科、英偉達、高通和英特爾等穩定的大客戶，而三星產能卻仰賴於自家的Exynos 芯片消化，其他產能則主要分給了高通，其他客戶如英偉達、IBM、英特爾等佔比非常小。
看似三星在14nm-7nm時風光無限，作為唯二的先進製程代工廠，吸引大量客戶下單，實際上卻是走鋼絲，以三成左右的營收和研發資金，去追趕台積電在先進製程上的步伐，稍有不慎，就是滿盤皆輸的凶險情況。
另外，在喪失了蘋果這個消費電子上的最大客戶後，就意味著每年上百億美元付諸東流，三星在2015年後想要再翻盤台積電，幾乎已成妄想，而用上GAA的3nm，更像是蜀漢魏延提出的子午谷奇謀，在台積電已經成熟的4nm和5nm面前，在良率和晶體管密度上有多少優勢，就只有操刀的三星工程師自己心裡清楚了。
三面夾擊下的反週期失靈
三星半導體業務雖然龐大，但主要部門主要分為三個，分別是存儲器、系統LSI和晶圓代工，其中存儲器更是凝聚了韓國兩代半導體人才的心血，從90年代至今，保持著執存儲行業之牛耳的地位，同時也是三星引以為傲的反週期發揮神通的部門。
但如今存儲市場依舊處於寒冬，先進製程屢屢受挫，Exynos被自家旗艦打入冷宮，可謂是三面夾擊，三大半導體業務同時遇到了大難題，稍有處理不慎，便會引發顧此失彼的連鎖反應，要知道，即使是最擅長的存儲業務上，三星也不是獨孤求敗，海力士、美光以及國產存儲還在虎視眈眈，一旦放緩投入，恐怕市場轉瞬就會易手，至於Exynos芯片，唯一的高光時刻還要追溯到8年前，再磨蹭磨蹭，連當旗艦移動芯片的資格都沒了。
2023年對三星半導體部門來說，已經是十幾年來未有之困局，如今的三星，想要再拿起反週期投資這個大棒，就得掂量掂量三個部門孰輕孰重和事態的輕重緩急了，就算是三星家大業大，也不能說多少是多少這樣任意揮霍。
去年5月24日，三星電子表示，未來五年內將投資450萬億韓元（約3600億美元），以加速半導體、生物製藥、IT和其他下一代技術的發展，應對日益嚴重的經濟和供應衝擊。
不少人可能會想，這下三星的晶圓代工業務總算能雄起了吧，但先別急，這3600億美元，半導體部門究竟能分得多少錢，而晶圓代工又能分到多少錢，均攤到五年內，能否超越台積電和英特爾在晶圓代工上的研發投入還有待商榷。
考慮到之前三星在存儲業務和晶圓代工業務裡的投入比例，恐怕情況並沒有許多人想像中那麼簡單，和台積電差距並沒有那麼容易被消弭。
而三星晶圓代工部門彷彿也認清了現實，那就是存儲才是嫡長子，自己不過是次子，總算變得務實了起來，高層在近日的演講中表示，台積電在芯片製造方面遠遠領先於三星，需要五年時間才能趕上並超過台積電，客觀承認了兩者之間的差距。
但問題是，他也認為三星目前即將採用的GAA 至關重要，當台積電轉向2nm 時，三星落後的情況將會改變，其預計台積電將因GAA這項新技術而在研發上遭遇困難。
還在把希望寄託在對手犯錯的前提下，三星的半導體部門未免太樂觀了些。（半導體行業觀察）