有关未来工艺展望,或者foundry厂路线图,是这几个主要市场参与者给予市场信心的关键。所以虽然3nm都还没真正拿在我们手上,Intel、三星、台积电也早就在宣传再靠后的2nm,甚至更先进的工艺了,即便其中的某些八字都还没一撇。

台积电、三星和英特尔:2nm工艺之争

台积电启动了2nm试产前置作业,采用GAA技术来生产,并计划将最先进的AI系统导入其中,以提高试产效率、节能减碳。预计苹果、英伟达等大厂将成为台积电2nm量产后的首批客户。

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据悉,台积电的3nm制程工艺已在去年年底开始商业化生产,目前近90%的3nm(N3B)产能已被苹果预订,将用于今年的新款iPhone、MacBook和iPad。目前台积电已量产的先进半导体技术为鳍式场效应晶体管(FinFET),未来的2nm工艺,将使用GAAFET结构。

2nm制程工艺是基于GAA技术的一项重要创新,它将带来多方面的优势。首先,2nm制程工艺采用了纳米片电晶体结构,能够提升性能和能效。相比于3nm制程工艺,在相同功耗下,2nm制程工艺的速度可提升10%-15%,或者在相同速度下,功耗可降低25%-30%。这使得2nm制程工艺能够满足不断增长的节能计算需求。

与3nm制程相比,2nm制程具有更高的集成度和更小的晶体管尺寸。这意味着在相同的芯片面积上,2nm制程能够容纳更多的晶体管,从而提供更强大的计算能力和更多的功能集成。此外,2nm制程还具备更低的功耗和更高的能效,这对于移动设备的续航时间和散热管理至关重要。

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中国台积电加速2nm芯片,量产步伐并谋划1nm

最近报道称,台积电已开始在中国台湾省新竹建造新工厂,生产2nm芯片。据估计,建造一座2nm芯片的工厂至少需要投资150亿美元。中国台积电决定建造四座这样的工厂。这意味着至少将投资600亿美元。这将成为中国台积电历史上最大的单一项目。中国台积电预计最早将从2025年开始大规模生产2nm芯片。

中国台积电还制定了1nm芯片计划,最早于2026年,在中国台湾省北部的桃园龙潭科技园破土动工1nm芯片工厂,2027年试生产,2028年量产。

在2019年,10nm以下先进制程的市占率仅为4.4%,到2024年其比例将增长到30%,而10nm~20nm制程的市占率将从38.8%下降到26.2%,20nm~40nm制程的市占率将从13.4%下降到6.7%。

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“2nm”工艺见、频率提升6%

作为全球晶圆代工一哥,台积电不仅是产能最大的,也是技术最先进的,而且没有厂商可与之相比,实力强大到可以在当前熊市周期继续涨价,明年先进工艺预计会再涨3-6%价格。

台积电当前最先进的工艺是3nm节点,去年底量产,苹果明天的WWDC发布会上可能会有3nm工艺N3生产的M3处理器,如果没有那就是秋季的iPhone 15所用的A17处理器首发3nm了。

3nm工艺之后,台积电还有2nm工艺N2,这一代会放弃FinFET晶体管工艺,转向GAA晶体管,相较于N3E工艺,N2在相同功耗下速度增快10%-15%,或在相同速度下功耗降低25%-30%,不过晶体管密度提升就只有10-20%了。

台积电2nm工艺预计会在2025年量产,2024年就要小规模量产,而试验性生产更早,今年就已经安排上了,近期就会在竹科基地建立小量试产生产线,目标今年试产近千片。

试产顺利的话,台积电2nm将导入后续建设完成的竹科宝山晶圆20厂,由该厂团队接力冲刺2024年风险试产与2025年量产目标。