電子發燒友網報道（文/李寧遠）近日有消息稱，臺積電將組建2nm任務團沖刺2nm試產及量產。根據相關信息，這個任務編組同時編制寶山及高雄廠量產前研發（RDPC）團隊人員，將成為協助寶山廠及高雄廠廠務人員接手試產及量產作業的種子團隊，推動新竹寶山和高雄廠于 2024年同步南北試產、2025年量產。

從1971的10000nm制程到5nm，從5nm向3nm、2nm發展和演進，芯片制造領域制程工藝的角逐從來未曾停歇，到現在2nm芯片大戰已經全面打響。

先進制程工藝演進，逼近物理極限

制程，是指特定的半導體制造工藝及其設計規則。芯片工藝中的nm單位，用于衡量芯片制造工藝中的線寬尺寸，不同的制程意味著不同的電路特性，芯片工藝的數字越小，表示線寬尺寸越小，芯片制造工藝越先進。

制程越小，器件尺寸才能更小，半導體集成度才能更高，也是區分不同半導體制造工藝換代的標志。一般來說，制程節點越小意味著晶體管越小速度越快、能耗表現越好。

從英特爾的第一顆CPU開始，芯片制程由10000nm開始以飛快的發展速度向更小的制程節點逼近，1977年芯片制程發展到3000nm，1987年發展到800nm。從1990年制程演進到600nm開始，先進制程的發展再一步提速，基本上每幾年就會躍升到下一個更先進的制程節點。

2020年，5nm制程芯片（蘋果A14）首次成功應用。而現在，隨著半導體技術的飛速發展，先進制程的角逐已經圍繞著5nm以下的工藝展開。

隨著制程節點由5nm向3nm、2nm發展和演進，芯片制造的難度逐步逼近摩爾定律的物理極限，從制程進步中獲得芯片性能提升的難度和成本越來越高。如今3nm戰場方興未艾，2nm的競爭已經全面打響。

2nm芯片到底能帶來怎樣的提升呢？根據2021年IBM在實驗階段制成的2nm芯片，其大小只有150mm2，而這顆芯片內部每平方毫米有著3.3億個晶體管，整塊芯片中可以安裝500億個晶體管。根據IBM的評估，2nm技術相較于7nm技術，性能方面將得到45%的提升，在同等性能下功耗能夠減少75%。

先進制程給芯片帶來的性能提升是很明顯的，2nm芯片成功量產后無疑將再一次引發芯片行業的更新換代。不論是智能手機、電腦、可穿戴設備、還是自動駕駛、數據中心等等應用，這些領域一旦使用上2nm工藝的芯片，那么在性能方面將實現飛躍式發展，且能耗明顯下降。

從更長遠的角度看，2nm后還有更極限的先進制程，1nm制程、0.2nm制程將進一步逼近物理極限。

2nm先進制程現狀與進展

高端芯片市場，從來不缺少競爭，5nm、3nm已經滿足不了頭部廠商對制程工藝的發展需求，2nm已經成為現在高端芯片制造商布局的重點。

近日臺積電組建了2nm任務團沖刺2nm試產及量產，預計明年可實現風險性試產，2025年量產。此前臺積電中科2nm廠延期，臺積電直接將高雄廠切入2nm ，組建團隊沖刺量產也是看到了目前2nm在人工智能風口下的商機。

蘋果及英偉達等芯片大廠都對臺積電2nm制程保持關注，此前黃仁勛曾表態，未來新一代服務器芯片將會全面采用臺積電2nm制程。而其他競爭廠商也都于今年在2nm項目上摩拳擦掌。

臺積電自然不會輕易讓出在2nm的話語權，目前臺積電2nm節點改用GAA納米片晶體管架構，在N2的良率和性能上都取得了“扎實的進展”，并預計2025年投入生產時，在相同功率下速度將比N3E提高15%，或者在相同速度下功耗最多可降低30%。如果進展順利，蘋果和英偉達將成為臺積電2nm的首批客戶。

三星同樣不甘示弱，在今年的第7屆三星晶圓代工論壇上，三星官宣將于2025年實現應用在移動領域2nm工藝的量產，于2026和2027分別擴展到HPC及汽車電子。這不是三星首次對外公布2nm計劃，此前三星半導體業務總裁Kyung Kye-hyun也曾公開表示，三星將在2nm工藝中趕超臺積電成為客戶的首選。

三星將2nm工藝視為超越臺積電重返領先先進制程地位的關鍵。其中一個原因在于實現2nm芯片的GAA技術，三星積累的相當豐富。三星的3nm工藝上就已經采用了該技術，相比之下臺積電轉向GAA相對保守。

更成熟的GAA技術，給了三星超越臺積電的信心，根據三星的評估，2nm工藝比目前的3nm工藝，面積將減少5%、性能提高12%、功效提高25%。

除了這兩家在先進制程上常年占據頭部的廠商，英特爾在2nm戰場上同樣躍躍欲試，與ARM攜手研發能與臺積電、三星2nm制程相媲美的工藝。根據相關消息，目前Intel 18A（1.8nm）和Intel 20A（2nm）制造工藝的開發已經完成，均計劃于2024年量產。

在上市時間上，英特爾的18A和20A早于臺積電和三星的2nm量產時間，根據英特爾的說法，不僅在進度上會領先，18A工藝的技術水平也會超過臺積電和三星的2nm工藝。如果臺積電和三星研發進度不及預期，英特爾進度正常，那么實現超車奪取2nm技術龍頭的期望并不是不可能。

除了這三雄爭霸，日本Rapidus也強勢加入2nm戰場，日本眾多頭部廠商合資的Rapidus正緊鑼密鼓攻克2nm制程，意圖在先進制程賽道上占得一席之地。

先進制程的角逐，2nm不會是終點

2nm芯片的大戰，將在2025年各家2nm芯片量產后進入白熱化。從技術儲備上來看，各家的量產實力都是毋庸置疑的，量產后的良率差異也只能到時見分曉。

而先進制程上的競爭，并不會止步于2nm，在各家規劃的2nm量產后路線，都還有各自的下一步布局。比如背面供電技術，臺積電和三星均在制程路線上布局了該技術，該技術的應用將進一步提升功率和晶體管密度。

除此之外，1.4nm工藝的研發甚至1.4nm以下更先進制程技術的研發，也已經出現在規劃上。巨頭們先進制程的拉鋸戰，終點不會在2nm上，巨頭們你來我往，在一個個節點的拉鋸戰上不斷探索著摩爾定律的極限。

小結

2nm雖然將進一步革新芯片性能和功耗，但是其成本也是高昂的。相關數據顯示，3nm芯片晶圓的價格超過2萬美元/片，而2nm芯片晶圓的價格將會超過2.5萬美元/片。高昂的代工費最終會由終端的消費者買單，市場接受度如何還很難說。