随着生成式AI的迅猛发展,算力需求日益增加,全球半导体产业对于先进制程的渴求也愈发迫切。尤其是即将到来的2025年,2纳米制程技术的量产商用引发了广泛关注。在近期举行的IEEE国际电子器件会议(IEDM)上,全球晶圆代工巨头台积电(TSMC)公布了其创新的2纳米(N2)制程技术的最新成果。相较于前代的3纳米制程,N2制程不仅提升了15%的性能,晶体管密度也提高了1.15倍,而功耗却降低了高达30%。由此可见,2纳米制程的到来将为整个半导体行业带来革命性的提升。
台积电的CEO魏哲家在今年的财报会上透露,预计将于2025年大规模量产其2纳米技术。令人振奋的是,最新的消息显示,台积电的2纳米试产良率已经超过60%,高于行业预期,为未来的月产能计划奠定了基础。根据摩根士丹利的研究显示,台积电的2纳米月产能将从2024年的1万片增长至2025年的5万片,而苹果公司的A20芯片将成为首个采用该制程的商业产品。
不同于传统的半导体制造工艺,台积电的2纳米制程采用了革命性的纳米片技术(Gate-All-Around FET,GAA)设计,以替代历史上使用的鳍式场效应晶体管(FinFET)结构。这一突破性进展,可以更有效地减少漏电损耗,显著降低功耗。根据CHIP全球测试中心的罗国昭分析,进入5纳米制程后,FinFET工艺面临着越来越严峻的漏电问题,而GAA架构则通过增加栅极对通道的控制面积,使得在更小的晶体管上依然能够实现优异的电流控制能力。
与此同时,三星作为台积电的主要竞争对手,也在2纳米技术上积极追赶。早在2022年,三星便开始量产基于GAA工艺的3纳米芯片,并成功提升芯片性能与电池效率。然而,三星在2纳米工艺方面面临的良率问题却成为了发展的一大障碍。根据韩国媒体的报道,三星目前的2纳米良率仅在10%至20%之间,显然无法与台积电的成绩相提并论。
在这一竞争背景下,台积电的市场份额显著扩大。TrendForce的数据显示,2024年第三季度,台积电的市场占有率达到64.9%,而三星则仅为9.3%,这也是后者首次跌破10%的市场份额。显然,三星在追赶先进制程的道路上遭遇了挫折,导致其与台积电之间的差距愈发明显。
为避免成绩下滑,三星在高管层面重申了与台积电竞争2纳米市场的决心,并提出了五年内实现 SF2节点量产的计划。对此,半导体分析师季维表示,2纳米的成功商用将大幅改变当前的市场格局,可能导致台积电在全球晶圆代工市场的统治地位进一步巩固。
然而,值得注意的是,在全球半导体技术的剧烈竞争中,中国大陆也在努力追赶。尽管由于美国的出口管制,部分高端技术和设备受到限制,但中国大陆本土企业在成熟制程方面的进展并未止步。中芯国际在7纳米工艺上已有量产,且在未来成熟制程市场的占有率有望逐步提升。TrendForce的报告指出,预计到2027年,中国大陆的成熟制程产能占比可能达到39%。
对于整个半导体产业而言,2纳米技术的量产不仅仅是技术层面的革新,更是芯片行业竞争格局重塑的重要标志。台积电和三星在技术、市场与客户需求上的博弈,将直接影响未来的市场走向。尽管目前台积电占据强势地位,但科技的变革性与不确定性也让更多市场参与者充满期待与警觉。
在未来的岁月中,随着技术的不断提升与市场的变革,2纳米制程的商用将为全球智能设备带来更强的计算能力与能效表现,使得如生成式AI等新兴应用能够充分发挥潜pg电子(中国官方网站)力。可以预见的是,优异的算力将推动整个科技行业的持续发展与创新。