屬于2nm的時代，又將誰執(zhí)牛耳,？

一直以來,，業(yè)界普遍認為3nm是摩爾定律的物理極限，也是芯片制程工藝領(lǐng)域的珠穆朗瑪峰,。

為了突破芯片性能的天花板,，并將摩爾定律延續(xù)下去，越來越多的芯片制造商不惜豪擲千金,，持續(xù)加碼高精度芯片工藝,，試圖在先進工藝制程的研發(fā)上搶占新一輪的最高頂點。

最近,，臺積電扔出了“新王炸”,。

在6月16日的北美技術(shù)論壇上，臺積電官宣了2nm制程的落子時間,，預(yù)計將在2025年進入量產(chǎn),。與此前的3nm制程相比，新推出的2nm制程將在速度上加快15％,，功耗也將降低30％左右,，兩代技術(shù)相比，效能提升明顯,。

前幾年,，臺積電和三星電子為了3nm工藝制程的量產(chǎn)明爭暗斗，沒想到一晃眼,，已經(jīng)到了2nm制程量產(chǎn)角逐的關(guān)鍵階段,。

目前，明確提出2nm量產(chǎn)計劃的晶圓代工廠也只有臺積電和三星電子,，雖然暗地里“韜光養(yǎng)晦”的IBM已研發(fā)出2nm制程芯片,，但目前依舊停留在實驗室階段，量產(chǎn)上市還需要幾年時間,。

01 決戰(zhàn)制程之巔

兩個新聞,，相隔只有24小時。

6月15日,，《日經(jīng)亞洲評論》爆出日本將與美國攜手研發(fā)2nm制程芯片的新聞,，根據(jù)兩國簽訂的芯片雙邊協(xié)議，最早將在2025年建成日本本土的2nm芯片制造基地,，為下一代先進制程的量產(chǎn)和商用化競爭提前謀局,，不排除組建新芯片公司的可能性。

這一消息,，如果和16日臺積電官宣2nm制程的新聞放在一起,，很多細節(jié)其實頗讓人玩味的,。

最近發(fā)生的幾個標志性事件，堪稱芯片制程新格局的一面鏡子,，摩爾定律進入下半場多年,，如今終于到了2nm制程量產(chǎn)的新階段，在這個全新的工藝階段,，無論是來自歐美的老牌玩家,，還是日韓與中國臺灣的芯片巨頭，都在為2nm的量產(chǎn)集體發(fā)力——

就在過去的2021年,，美國的半導(dǎo)體霸主IBM已宣布實現(xiàn)2nm工藝的突破,，或能在每平方毫米的芯片上集成3．33億個晶體管，同時也將2024年的量產(chǎn)計劃提上了日程,。

臺積電在先進制程的反應(yīng)速度上，一直領(lǐng)先于對手,。

就拿2nm工藝來說,，其實臺積電早在2020年就官宣了研發(fā)消息，公開信息顯示,，該公司2nm制程的芯片生產(chǎn)基地依舊選址在臺灣新竹,，那里是臺積電先進制程的研發(fā)橋頭堡，有6座晶圓工廠以及4座封測工廠,。臺積電為2nm制程的研發(fā)單獨設(shè)立了新竹工廠,，擁有約8000名芯片工程師，且工廠內(nèi)部的所有設(shè)施都為2nm制程服務(wù),。

且有別于3nm與5nm采用的鰭式場效晶體管架構(gòu)（FinFET）,，臺積電最新的2nm轉(zhuǎn)為納米片的環(huán)繞柵極晶體管架構(gòu)（GAAFET），被公司內(nèi)部稱為Nanosheet,，而3nm系列也將成為臺積電FinFET的最后一批制程應(yīng)用,。

在16日的技術(shù)論壇上，臺積電用N2制造來代表即將量產(chǎn)的2nm工藝,，根據(jù)總裁魏哲家透公布的最新路線圖,，第一代3nm（N3）已確定將于今年下半年量產(chǎn)，后續(xù)還有N3E,、N3P和N3X,，直到2025年左右過渡到2nm（N2）。

這意味著,，在未來5－10年的時間里,，日前公布的N2將成為臺積電最為先進的技術(shù)平臺。且當N2正式投入量產(chǎn)時,，臺積電的N3還將持續(xù)升級為密度更高的N3S,，N3的增強版本將在未來幾年靈活升級,，適用于不同的產(chǎn)品和客戶。

《日經(jīng)亞洲》制作了一張臺積電制程節(jié)點的核心數(shù)據(jù)圖,，N2能在相同功率和晶體管數(shù)量下將性能提升10％－15％,，相同頻率和復(fù)雜度的情況下，功耗能降低25％－30％,，和加強版的N3S直接對比,，密度或?qū)⑻岣咧辽?．1倍。

02 三巨頭的新競爭

過去十年,，三星在7nm,、5nm先進制程工藝上都落后于競爭對手臺積電，所以該公司對于3nm制程工藝可謂寄予厚望,，迫切希望能通過3nm制程實現(xiàn)對臺積電的技術(shù)反超,。

只是，制程之爭目前已來到2nm的關(guān)鍵角逐期,，無論是量產(chǎn),，還是大家普遍關(guān)注的密度、良率以及功耗與性能,，不知不覺已啟動了新一輪征程,。

但值得一提的是，雖然臺積電目前已超越英特爾和三星,，成為全球市值最大的半導(dǎo)體公司,，并穩(wěn)坐全球最大芯片代工廠的寶座，但其對于先進制程的焦慮卻始終存在,。

要知道,，成立至今三十余年，臺積電在很長一段時間里都保持著對先進制程的絕對領(lǐng)先,，而其競爭對手也在大浪淘沙里逐漸分化,，最大的敵人早已不是昔日的聯(lián)電，而是英特爾與三星,。

如果一切順利,，IBM的2nm制程工藝有望在2023年下半年開始風(fēng)險性試產(chǎn)，最快將在2024年進入量產(chǎn)階段,。

有意思的是,，面對IBM和三星的制程野心，臺積電在大多數(shù)時候是坐不住的,，就在2021年,，IBM前腳才剛剛官宣2nm制程研發(fā)成功，臺積電后腳就在相關(guān)領(lǐng)域有了最新動作,，高調(diào)宣布與臺灣大學(xué)和麻省理工大學(xué)共同發(fā)表了研發(fā)成果,，并反復(fù)強調(diào)自己能利用半金屬鉍（Bi）作為二維材料的接觸電極,，在1nm以下制程方面取得了巨大突破。

英特爾退,，臺積電三星進——

這是最近十年芯片工藝制程的基本格局,，就在2020年7月的一次財報電話會議，時任英特爾首席執(zhí)行官的司睿博（Bob Swan）被咄咄逼人的分析師們搞得焦頭爛額,。面對華爾街精英們一連串的犀利問題,，他吞吞吐吐，不得不用冰冷低沉的聲音回答：

“我們的晶圓廠,，可能趕不上了,。公司正考慮使用承包商來制造7nm芯片，不排除這樣的情況,，如果需要使用其他公司的工藝技術(shù),，我們將提前為此做好準備?！?/p>

那是英特爾的至暗時刻,。產(chǎn)品拖延，技術(shù)落后,，就連公司內(nèi)部的工程師們，也很難確保這些困難只是暫時的,。

作為美國制造業(yè)的一顆明珠,、乃至二十世紀美國資本神話的關(guān)鍵組成部分，輝煌時期的英特爾一度只生產(chǎn)技術(shù)最復(fù)雜,、利潤最高的部件,，但時至今日，司睿博傳遞的信息不僅與公司傳統(tǒng)背道而馳,，還讓外界對美國在高端制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位產(chǎn)生了懷疑,。

就在司睿博掌舵的這三年，英特爾在產(chǎn)品和經(jīng)營上接連遭受暴擊,，特別是先進制程多次延遲,，設(shè)計和架構(gòu)方面問題頻出，被臺積電和三星等對手狠狠地甩在了后面,。

屬于2nm的時代,，又將誰執(zhí)牛耳？

2nm制程的競爭還未進入白熱化階段,，美國那邊就坐不住了,。既然英特爾一家公司獨木難支，且僅靠美國軍團的力量很難追上臺積電和三星,，那還不如拉攏日本一起攻堅,，爭取在2nm制程的研發(fā)和量產(chǎn)上追趕對手,，實現(xiàn)新一輪的賽道超車。

只是,，臺積電們也沒有原地踏步啊~