2nm会成为芯片制造转折点吗 掀起半导体完美风暴。全球半导体行业正迎来关键转折点。台积电、三星电子和英特尔围绕2纳米工艺节点的竞争已进入白热化阶段,这一新兴技术有望成为自7纳米以来最具革命性的工艺突破。
台积电的2nm制程(N2)预计于2025年下半年量产,与3nm制程相比,性能提升10%-15%,功耗降低25%-30%,晶体管密度增加15%。这使得芯片能够为AI训练和推理任务提供更强大的算力支持。
台积电2nm制程是公司历史上重要的技术转折点,首次采用全环绕栅极(GAA)纳米片晶体管,取代了沿用多年的FinFET技术。GAAFET技术通过四面环绕的栅极结构实现更精确的电流控制,在相同面积内提供更高的驱动电流和更低的漏电流。这种结构允许最大限度地对通道进行静电控制,从而在不影响性能或功率的情况下最小化晶体管尺寸。
背面供电网络技术也是2nm节点的关键创新。该技术将电源传输线路移至芯片背面,释放正面空间用于信号走线,显著提升芯片的布线密度和整体性能。台积电计划在其A16工艺中采用类似的Super Power Rail技术。
尽管2nm制程尚未全面量产,市场争夺战已经白热化。目前已有15家客户投入台积电2nm节点设计,其中约10家来自高效能运算领域。苹果作为台积电的长期合作伙伴,已提前锁定台积电2026年2nm产能的一半以上,计划用于iPhone 18系列处理器、MacBook Pro的M6芯片以及下一代Vision Pro R2芯片。英伟达和AMD也积极布局2nm制程,分别计划在其Rubin Ultra平台和Instinct MI450加速卡中应用该制程。Google、Amazon和Microsoft也在开发自研AI ASIC,并锁定台积电的2nm制程。
领先技术的成本高昂。台积电2nm制程的晶圆定价高达每片3万美元(约21.6万元人民币),较当前的3纳米工艺售价高出约50%至66%。台积电计划在未来34个月内完成试产,2026年实现4座工厂月产能达6万片。初期2纳米工艺良率约为60%-65%,其中SRAM存储单元良率更高,超过90%。台积电正在加速新竹宝山和台中中科园区扩建2纳米产线,目标是在量产前将良率提升至75%。