[叁星] 台積電悄悄"掀桌",叁星英特爾慌了

台積電悄悄按下了“2nm”量產啟動鍵,標志著先進芯片制程正式邁入2nm時代,拉開了新壹輪半導體技術競賽的序幕。


台積電2nm制程芯片已投入量產!

沒有盛大的產品發布,只是在官網的技術介紹頁面上低調提了壹句:

台積電2nm(N2)技術已按計劃於2025年第肆季度投入量產。

簡單的壹句話,背後是半導體技術物理極限的壹次重大突破,標志著台積電2nm級制程進入量產階段,全球科技邁入了2nm芯片的新時代。

據台積電官方介紹,其N2技術采用了第壹代納米片晶體管(nanosheet transistor)技術。

與已經非常優秀的N3E工藝相比,N2技術在性能與功耗方面實現了全節點的顯著提升:

在同樣功耗下,性能(速度)提升10%–15%。

在同樣速度下,功耗降低25%–30%。

這意味著我們手中的智能手機、驅動AI世界的龐大算力、以及未來壹切智能設備,都即將迎來壹場性能革命。







位於台灣高雄的晶圓贰拾贰廠(Fab 22)是台積電2nm制程的生產基地

此前台積電已多次表示N2芯片將於2025年第肆季度按計劃進入量產階段,此舉也意味著該項計劃現已兌現。

由“鰭”到“片”

突破3nm極限

壹切變革,都始於最微觀的結構。

過去拾年,從22nm到3nm,芯片行業壹直依賴著壹項名為“鰭式場效應晶體管”(FinFET)的關鍵技術。

你可以把它想象成壹棟棟豎起來的“小鰭”,電流就像在這些鰭片構成的通道裡穿行,而柵極(Gate)從叁面包裹著它,像壹只手壹樣控制著電流的通斷。

這個結構非常成功,曾支撐了摩爾定律的指數級迭代。

但當工藝逼近3nm,物理極限的牆壁也隨之而來:

“小鰭”變得越來越薄,漏電現象就像壹個無法堵住的窟窿,讓功耗與性能的平衡也越來越難以為繼。

台積電的N2工藝采用了壹項全新的革命性技術——環柵(Gate-All-Around,GAA)納米片晶體管(nanosheet transistor)。

如果說FinFET是柵極從“叁面”控制電流,而GAA納米片晶體管的柵極可以將整個電流通道“肆面”完全包裹起來。

該結構將原來的電流通道由豎立的“鰭”變成了水平堆疊的“納米片”,柵極可以從肆面“360度無死角擁抱”通道,好處也是顯而易見。

首先,它降低了功耗。

由於改善了靜電控制,可以更精准地命令數以億計的晶體管“開啟”或“關閉”,大大減少了漏電,從而在根本上降低了功耗。

其次,單位空間內可以實現更強的性能。

這種堆疊的納米片結構,讓工程師們可以在同樣的空間裡,塞下更多的晶體管,最終提高晶體管密度。

相對於純邏輯電路的設計,N2P(N2系列的延伸)工藝的晶體管密度比前代N3E提升了約20%。

這表明芯片可以變得更小,或者在同樣大小下,集成更強大的功能。

此外,N2還在供電網絡中增加了超高性能金屬-絕緣體-金屬(Super-High-Performance Metal-Insulator-Metal,SHPMIM)電容器。

據台積電公開資料及媒體轉述,SHPMIM相對前代電容容量密度提升逾2倍,Rs/Rc降低約50%,從而提高了功率穩定性、性能和整體能源效率。

GAA納米片晶體管負責從源頭“節流”,SHPMIM電容器負責為性能“開源”,兩者結合,共同成就了N2工藝在性能與功耗上的雙重飛躍。

雄心勃勃的量產藍圖

雙線作戰,劍指AI與未來

台積電將N2工藝的量產地選在了位於台灣高雄的全新工廠——晶圓贰拾贰廠(Fab 22),以及緊鄰其位於台灣新竹全球研發中心的晶圓贰拾廠(Fab 20)。

兩地並行擴產,展現出台積電在先進制程芯片上的激進布局。

通常,壹項新工藝的產能爬坡,會先從技術相對成熟、尺寸較小的移動芯片開始,壹步步摸索,穩扎穩打。

但這壹次,台積電選擇了在高雄和新竹兩座全新的晶圓廠擴充先進制程產能。

這些先進制程芯片很可能服務於高端智能手機、高性能計算(AI/HPC)等多個領域。

這是壹次罕見的“雙線作戰”。

壹邊是蘋果等巨頭每年需求量數以億計的手機芯片,另壹邊是英偉達等客戶設計的、尺寸巨大、結構復雜的AI和服務器芯片。

同時駕馭這兩種截然不同、且都對良率要求極為苛刻的產品線,其難度也將呈指數級增加。

台積電CEO魏哲家在拾月份的財報電話會議上表示:

“N2進展順利,將於本季度晚些時候進入量產,且良率良好。我們預計在智能手機和高性能計算(HPC)、AI應用的推動下,2026年將實現更快的產能爬坡。”

支撐台積電這份自信的,是其背後排起長隊的客戶。

據市場普遍預期,N2將首先覆蓋高端手機與HPC/AI等需求。

從蘋果的下壹代iPhone、Mac芯片,到英偉達、AMD的未來AI加速器,幾乎所有頂尖科技巨頭都對N2工藝表現出了“濃厚興趣”,同時開啟兩座晶圓廠的產能也就勢在必行了。


這盤大棋背後也透露了台積電對未來市場格局的精准布局:

智能手機是基本盤,而AI與HPC,則是它未來拾年最大的增長引擎。

從N2P到A16

決勝未來拾年的終局之戰

魏哲家表示,台積電將在持續增強的戰略下,推出N2P作為N2家族的延伸。

N2P在N2的基礎上進壹步提升了性能和功耗表現,計劃於2026年下半年起進行量產。

A16是台積電面向HPC/AI的下壹步先進制程(與N2家族在架構與生態上緊密相關)。

它采用了超級電軌(Super Power Rail)背面供電技術,主要針對復雜的人工智能和高性能計算處理器,同樣計劃2026下半年起實現量產。

從N2的架構革命,到N2P的持續優化,再到A16引入的背面供電技術,台積電的技術路線圖已經清晰,而其N2工藝進入量產,無疑是半導體行業的壹個關鍵節點。

它標志著被譽為“後摩爾定律時代”最關鍵技術之壹的環柵(GAA)納米片晶體管架構,已由行業領導者成功導入大規模生產。

這不僅鞏固了台積電在先進工藝制造領域的領先地位,也為全球依賴高性能計算的產業,從消費電子到人工智能,提供了下壹階段發展的堅實基礎。

但領導這場先進制程半導體競賽的並非台積電壹家巨頭。

當台積電邁入2nm(N2)門檻時,其主要競爭者——叁星與英特爾等也在同步推進新壹代晶體管技術。



2022年6月,叁星宣布采用GAA架構成功量產3納米制程芯片

早在台積電之前,2022年6月,叁星宣布已在其3nm制程中率先將GAA(環柵)晶體管架構投入量產,成為全球首家在先進制程節點上實現GAA商用的晶圓廠。

這壹“搶跑”也體現了叁星在尖端制程競爭上的技術實力與戰略決心。

與此同時,英特爾正在其Intel 18A節點中引入RibbonFET(GAA晶體管)與PowerVia(背面供電)兩項關鍵技術。

據報道,該節點已於2025年進入早期生產階段,並預計在2026年逐步擴大產能、實現更廣泛的商業化應用。



2025年10月,英特爾CEO陳立武在亞利桑那州Ocotillo園區親自展示了代號為Panther Lake的Intel Core Ultra系列3處理器晶圓,這也是英特爾首次公開展示基於18A(1.8nm級)工藝節點開發的客戶端芯片。

英特爾18A與台積電N2雖同屬GAA世代,但前者更激進,後者更穩健。

英特爾以“RibbonFET+PowerVia”的組合推進性能與供電架構革新,率先應用於高復雜度CPU,試圖在下壹代制程競賽中先發制人。

而台積電則是先用N2實現量產服務於大規模客戶,而將進壹步的技術突破放到N2P/A16等後續節點。

此次台積電N2節點的量產,更像是正式拉開了後FinFET時代、以GAA為核心的新壹輪先進制程技術競賽的序幕。

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