比較最後更新 2026年10月8日

3nm製程與5nm製程的差異

5nm製程被Apple A14/M1與Qualcomm Snapdragon 888等採用,相較7nm實現約15~20%的效能提升與30%左右的功耗降低。3nm作為下一世代,已在Apple A17 Pro(台積電N3)與Samsung Exynos 2400(三星3GAE)開始量產,達成更高的效率。

Verdict結論

3nm與5nm製程最大的差異在於「電晶體密度與電力效率」。3nm的電晶體密度約為170~290MTr/mm²,在相同效能下,比5nm可降低約25~35%的功耗。5nm約為100~170MTr/mm²,被Apple A14/M1與Snapdragon 888採用。3nm已在Apple A17 Pro(台積電N3)與Exynos 2400(三星3GAE)上量產,三星的3nm採用GAA,台積電N3E則採用FinFET,連結構也有所不同。

主要差異

3nm製程與5nm製程依比較項目比較
比較項目3nm製程5nm製程
代表性電晶體密度約170~290MTr/mm²(依實作而異)約100~170MTr/mm²
相較5nm的功耗降低(參考)相同效能下約降低25~35%(依實作而定)相較7nm約降低25~30%
相較前一世代的效能提升(參考)約提升10~15%(時脈與IPC改善)約提升15~20%
電晶體結構FinFET(台積電N3E等)或GAA(三星3nm)FinFET(台積電N5/N5P、三星5LPE等)
EUV曝光的使用在多層、多道製程使用EUV(High-NA EUV的準備世代)積極導入EUV的世代(台積電自N5起全面採用)
主要採用產品例Apple A17 Pro、M3,Snapdragon 8 Gen 3等Apple A14/M1、Snapdragon 888、Exynos 2100等
晶圓成本趨勢高於5nm(EUV步驟增加、確保良率的難度)低於3nm(隨成熟度提高而下降)

製程名稱(nm)與實際尺寸的關係

「3nm」「5nm」這類節點名稱,不一定與實際的閘極長度或最小導線間距一致。各公司的命名基於行銷與歷史沿革,台積電的N3與三星的3nm在製造方法與效能特性上都不同。一般認為實際閘極長度在5nm節點大約為10~14nm,在3nm節點約為8~12nm,但各晶圓代工廠之間仍有差異。

3nm世代製程的變化重點

在3nm,EUV曝光的步驟數進一步增加,特別是在接觸窗與部分導線層擴大採用EUV。此外,台積電N3世代採用改良FinFET的「FinFlex」技術,在提高電路設計自由度的同時提升密度。三星的SF3採用GAA(Gate-All-Around)結構,結構本身就與5nm世代不同。

常見問題

3nm與5nm的功耗相差多少?
一般認為在相同效能下,3nm的功耗比5nm降低20~35%左右,但會因電路設計、運作時脈與應用而有很大差異,數值請參考各公司的公布值。
除了智慧型手機,3nm還用在哪裡?
資料中心用AI加速器、PC用SoC(Apple M系列)、高效能網路晶片等的採用正在擴大。這是因為高電力效率可直接降低大規模運算的散熱與電力成本。
台積電與三星的3nm有何不同?
最大的差異在於電晶體結構。台積電的N3/N3E系列採用FinFET的改良版,三星的SF3則採用GAA(奈米片)。在密度、良率與電力效率的實績上,一般認為目前台積電N3E憑藉量產經驗處於領先。

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