供應鏈消息稱，由于三星電子的4nm制程良率出現問題，無法解決處理器發熱，可能影響到高通Snapdragon 8 Gen 1的出貨。因為三星的良率問題，高通向臺積電發出邀請，希望臺積電代工生產新一代加強版的旗艦手機芯片Snapdragon 8 Gen 1 Plus。高通目前正與臺積電協商，希望能盡快交貨。在全球半導體供應短缺的情況下，高通再也不想受到良率的阻礙。
據悉，臺積電將有2 萬片的產能可提前至4 月出貨，高通可能會用Snapdragon 8 Gen 1 Plus取代現有的Snapdragon 8 Gen 1。
在先進制程的布局方面，三星比臺積電提前半年宣布量產3nm，并且采用全新GAA技術。想通過領先的制程，在晶圓代工領域扳回一城。
但高通放棄三星代工，想要投靠臺積電，不禁讓我們思考：良率和制程，究竟哪個才是晶圓廠的“搖錢樹”？
良率，困三星已久
三星代工生產的高通Snapdragon 8 Gen 1良率僅為35％左右。在同一條生產線上生產的 Exynos 2200 的良率低于此值。 之所以高通的芯片良率高于 Exynos，是因為高通的高管和技術人員常駐三星的代工廠，以解決良率問題。而三星原定1 月11 日舉辦Exynos 2200 發布會延后，業內人士懷疑是因為Exynos 2200良率過低，芯片品質無法達標，迫使三星變更時間。
三星位于華城的半導體V1工廠，于2020年2月啟動生產，是全球首座將極紫外光（EUV）微影設備導入7nm以下制程的產線。不過，多名業界人士透露，該廠存在良率難以提升的問題，部分5nm產品的良率甚至不到50％。此外，三星在先進制程芯片的生產初期，良率可能在30至40％左右，而臺積電則有60至70％，若未來先進制程芯片量產，三星的良率也可能低于臺積電。
以往韓國出售的三星Galaxy S 系列機種，都采用的是三星自家處理器Exynos，可是Exynos 芯片良率差，客戶滿意度低，迫使三星決定改采高通處理器，而Exynos 芯片只會用在歐洲和東南亞市場。
三星電子因為良率問題一直受到Fabless的懷疑。全球5／7nm工藝的主要客戶中，只有高通、英偉達和IBM表示愿意采用三星電子的先進工藝技術，蘋果、聯發科、AMD、英特爾、賽靈思、博通都與臺積電保持穩定的合作關系。
近期，三星也為解決良率問題做出了努力，三星電子總部最近開始對代工部門進行內部審計，包括開展前任及現任DS部門高管訪談。核實先進制程良率報告是否屬實，以及用于工藝改進的資金是否被恰當使用。
良率，是鎧甲也是軟肋
在集成電路制造中，晶圓良率就是完成所有工藝步驟后測試合格的芯片的數量與整片晶圓上的有效芯片的比值。
晶圓良率越高，同一片晶圓上產出的質量合格的芯片數量就越多，如果晶圓價格是固定的，質量合格的芯片數量越多就意味著每片晶圓的產量越高，每顆芯片的成本就越低，那么理所當然，利潤也就越高。對于3D NAND晶圓廠而言，1％的良率提高可能意味著每年1．1億美元的凈利潤；而對于尖端的邏輯晶圓廠而言，1％的良率提升意味著1．5億美元的凈利潤。如果良率不足的話，也會大大影響晶圓廠的盈利能力。
此外，高良率也能提升產品品質和可靠度，可以減少產品因良率不夠重新生產的次數，提高客戶滿意度和市場占有率，更能提升公司在產業價值鏈的地位和利潤。而低良率則會對客戶的信任度及滿意度產生影響。
良率反映的是直接利潤，而先進制程也是衡量晶圓廠技術實力的標準之一。
良率與制程，兩手都要抓
從芯片的進化歷史來看，芯片的研發主要遵循著摩爾定律，即每18個月到兩年間，芯片的性能會翻一倍，使一塊芯片內裝上盡可能多的晶體管來提升芯片性能。先進制程把芯片從大做小，制程具體是指芯片晶體管柵極寬度的大小，數字越小對應晶體管密度越大，芯片功耗越低，性能越高，但要實際做到這一點卻并不容易。
目前，能夠有量產先進制程的代工廠只有臺積電與三星，雙方對于先進制程的競爭異常激烈。
臺積電此前表示，3nm制程工藝在按計劃推進，將在今年下半年量產，在明年一季度就將看到3nm工藝的營收。到2025年，將投入預計440億美元用于研發，八成費用將用于先進制程。
高額的投入給臺積電帶來了豐厚營收回報。2021年，臺積電在5nm的營收已超2300億元新臺幣，比去年多了1400億。有供應鏈人士稱，蘋果給臺積電貢獻了超過1／4的營收，成為臺積電先進制程的最大試驗田。此外，AMD的Zen4處理器以及聯發科的天璣系列、高通驍龍也都是臺積電的大客戶。
三星方面則表示，今年上半年三星第一代3nm GAA制程技術將量產，最遲不會超過二季度，而下半年將開始商業化生產。
對于晶圓廠來說，良率與制程就好像手心手背上的兩塊肉，無法單獨割裂來看。
對于晶圓制造而言，通常在一個新工藝或新產品剛開始之初，新工藝造成的系統性缺陷是制約良率提升的重要因素，整體的良率都不會很高。但隨著生產的進行和導致低良率的因素被發現和改進，良率就會不斷地被提升。現在，產品、新工藝或是工具，每隔幾個月或甚至幾周就會被引進，因此提升良率就成了晶圓廠一個一直循環往復的極其重要的過程。
臺積電和三星也在先進工藝大戰即將進入3nm時代。但3nm良率拉升難度大飆，臺積電為此已不斷修正3nm制程，且劃分出N3、N3E與N3B等多個版本，尋求最合適的方案且符合不同客戶需求，但3nm制程方案到現在還是有很多問題，預計今年下半年月產能都很難達標，而這將使得多家 IC設計客戶延長使用5nm制程的時間。
先進制程不斷向前，良率提升已經不單單是晶圓廠的挑戰，整個半導體產業都需要重新審視這個問題，并引入更多有效的手段和工具來提升良率。此外，如何發展先進制程，也是高精尖的晶圓代工廠龍頭應該思考的問題。
良率與制程，兩手都要抓，兩手都要硬。
