芯耀
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作者：豐寧
本周，2nm在各大網(wǎng)站強勢刷屏。
臺積電此前表示，2nm芯片將于4月1日起接受訂單預訂。隨著時間逐漸來到4月，它終于猶抱琵琶半遮面，緩緩露出真容。
臺積電、Intel、Rapidus等芯片巨頭均在本周再度更新了2nm芯片的量產(chǎn)進展。
?01、臺積電2nm，達3萬美元
價格方面，DigiTimes報道稱，客戶正在排隊等待成為第一批收到即將發(fā)貨的晶圓的一方，即使這意味著必須支付每片?30000?美元的高昂價格。
良率方面，根據(jù)此前信息，臺積電已在竹科寶山廠完成約5000片的風險試產(chǎn)，良率超過60%，并計劃于2025年下半年正式進入量產(chǎn)階段。
產(chǎn)地方面，根據(jù)臺積電的規(guī)劃，其2nm晶圓將于2025年下半年在新竹寶山廠和高雄廠同步量產(chǎn)。臺積電董事長魏哲家透露，客戶對于2nm技術(shù)的需求甚至超過了3nm同期，市場對于2nm芯片的熱情，可見一斑。
2022年12月，臺積電宣布量產(chǎn)3nm，屆時臺積電就曾做過預測，3nm制程技術(shù)量產(chǎn)第一年帶來的收入將優(yōu)于5nm在2020年量產(chǎn)時的收益。想必2nm大規(guī)模量產(chǎn)之際，需求也會十分火爆。
產(chǎn)量方面，在新竹寶山晶圓廠（Fab 20）和高雄晶圓廠（Fab 22）共同貢獻下，預計到2025年底，臺積電2nm工藝的總月產(chǎn)能將突破5萬片晶圓。
為了滿足2nm的量產(chǎn)需求，臺積電也加大了對ASML的EUV光刻機的采購力度，在2024年就訂購了30臺，并且計劃在2025年再訂購35臺，其中還包括ASML最新推出的High-NA EUV光刻機，以在新竹和高雄等地建設(shè)更多2nm生產(chǎn)線。
預計到2026年，臺積電2nm芯片月產(chǎn)能將提升至每月12至13萬片。
潛在客戶方面，臺積電2nm制程芯片的潛在客戶包括蘋果、AMD、Intel、博通等。不過也有市場消息稱臺積電2nm制程的首批產(chǎn)能已被蘋果預訂，用于生產(chǎn)A20處理器。蘋果供應鏈知名分析師郭明錤也曾多次提及，iPhone 18系列將搭載的A20芯片，將采用臺積電尖端的2納米工藝制造。
不過，臺積電并未對單一客戶的產(chǎn)品信息發(fā)表評論，蘋果也未公布采用2nm制程的具體時間表。
?02、2nm戰(zhàn)場，好戲來了
在先進制程的賽道上，3nm?制程的熱度還未完全消退，2nm?制程的角逐已正式開啟。臺積電搶先一步，率先實現(xiàn)量產(chǎn)，消息一出，迅速引發(fā)行業(yè)關(guān)注。
現(xiàn)下，其他芯片龍頭也坐不住了，正摩拳擦掌。2nm的市場，好戲正在開演。
Intel，18A進入風險試產(chǎn)
近日舉辦的Intel Vision 2025大會上，Intel正式宣布其Intel 18A工藝制程技術(shù)已進入風險生產(chǎn)階段。（18A等效于1.8nm級）
Intel代工服務(wù)副總裁?Kevin O'Buckley在Intel即將全面完成其“四年五個節(jié)點（5N4Y）”?計劃之際宣布了這一消息。
Kevin O'Buckley表示，風險試產(chǎn)雖然聽起來很可怕，但實際上是一個產(chǎn)業(yè)的標準術(shù)語。 風險試產(chǎn)的重要性在于我們已經(jīng)將技術(shù)發(fā)展到了可以量產(chǎn)的程度。
他還強調(diào)，Intel已經(jīng)生產(chǎn)了大量Intel 18A測試芯片。?相較之下，風險試產(chǎn)包括將完整的芯片設(shè)計晶圓投少量生產(chǎn)，再通過調(diào)整其制造流程，并在實際生產(chǎn)運作中驗證節(jié)點和制程設(shè)計套件（PDK）。據(jù)悉，Intel將在2025年下半年擴大Intel 18A的產(chǎn)量。
據(jù)悉，Intel的下一代面向移動端筆記本的Panther Lake將于2025年下半年發(fā)布（預計命名為酷睿Ultra 300系列）。屆時，該款產(chǎn)品極有可能是Intel?18A的首款搭載產(chǎn)品。
2024年9月，Intel宣布，18A工藝進展順利且超過預期，Arrow Lake高性能處理器原定采用的20A工藝已經(jīng)取消，改為外部代工制造。18A工藝在20A的基礎(chǔ)上打造，將成為首款同時采用PowerVia背面供電和RibbonFET環(huán)繞式柵極（GAA）晶體管技術(shù)的芯片。同時，Intel宣布將其資源從20A轉(zhuǎn)移到18A上。
關(guān)于Intel取消20A節(jié)點的原因，業(yè)內(nèi)猜測主要有兩點:
其一，彼時，Intel正面臨財務(wù)業(yè)績壓力。去年8月初，Intel公布了糟糕的財報及財測數(shù)據(jù)，并宣布全球裁員15%、削減資本支出（到2025年削減100億美元資本支出）。在此背景下，取消20A工藝有助于節(jié)省生產(chǎn)資本支出，減輕財務(wù)壓力。Intel高層認為，節(jié)省下來的資金將用于推動更具潛力的18A工藝節(jié)點的發(fā)展。
其二，Intel對20A的興趣有限。此前Intel表示，已將其資源從20A轉(zhuǎn)移到18A上，這是受到18A良率指標強勁的推動。彼時18A的缺陷密度?(def/cm2)?已達到?0.40?以下，此后未有更新的良率數(shù)據(jù)更新。
按照Intel的愿景，18A將是其反超臺積電的關(guān)鍵節(jié)點。
Rapidus：本月內(nèi)啟動中試線
此前很長時間，Rapidus的2nm制造規(guī)劃，也宣傳的沸沸揚揚。
Rapidus于2022年8月10日由軟銀、索尼、豐田等8家日本大公司共同籌辦。自成立以來，它便肩負著日本半導體復興的重任。在日本政府大力支持下，獲得了總計9200億日元補貼。有了資金的強力后盾，Rapidus在2nm芯片制造的道路上一路狂奔。
4月1日，Rapidus表示，該企業(yè)計劃在本月內(nèi)基于已安裝的前端設(shè)備啟動中試線，實現(xiàn)?EUV?機臺的啟用并繼續(xù)引入其它設(shè)備，推進?2nm GAA?先進制程技術(shù)的開發(fā)。
Rapidus?將在本財年（結(jié)束于明年三月底）內(nèi)向先行客戶發(fā)布?2nm?節(jié)點的?PDK（制程設(shè)計套件），為?2027?財年的中試線完成建設(shè)、測試芯片驗證乃至最終量產(chǎn)做好準備。
而在先進封裝方面，該企業(yè)計劃啟動中試線項目，進一步開發(fā)所需的?RDL?重布線層、3D?封裝技術(shù)、KGD篩選技術(shù)，并為客戶構(gòu)建封裝組裝設(shè)計套件?ADK。
三星Exynos全新命名，2nm芯片或?qū)⒌絹?/b>
近日有消息稱，三星即將推出的新一代Exynos芯片將不再沿用預期的Exynos 2600之名，而是采用一個全新的命名。還有消息稱三星Galaxy S26系列或有可能全面告別驍龍平臺，轉(zhuǎn)而全系搭載三星自家研發(fā)的這款全新Exynos芯片。
據(jù)悉，這款備受期待的Exynos芯片將率先采用三星最新的2nm工藝制程，命名為SF2。根據(jù)三星的規(guī)劃，Exynos 2600的原型芯片預計將于今年5月開始量產(chǎn)，并將在Galaxy S26系列手機上首發(fā)搭載。
倘若真如上述所言，三星的2nm或許是最早到來的。
不過，業(yè)內(nèi)對于三星的期待值似乎不算太高，這可能受到半個月前，其原計劃在2027年投產(chǎn)的1.4納米芯片項目擱置的影響。
?03、2nm混戰(zhàn)，誰更勝一籌？
目前，臺積電與Intel兩家的呼聲要高于其他幾家芯片巨頭。
那么就這兩家公司而言，誰的工藝技術(shù)更勝一籌呢？
今年2月，TechInsights?和?SemiWiki?披露了Intel18A和臺積電?N2（2nm?級別）工藝上的關(guān)鍵信息。
先說該研究機構(gòu)的結(jié)論：Intel 18A?工藝在性能方面更勝一籌，而臺積電的?N2?工藝則可能在晶體管密度方面更具優(yōu)勢。
TechInsights分析指出，臺積電?N2?工藝的高密度?(HD)?標準單元晶體管密度達到了?313 MTr / mm2，遠超?Intel 18A (238 MTr / mm2)?和三星?SF2 / SF3P (231 MTr / mm2)。
不過這樣的比較并不算完全準確，還有一些點需要注意。
第一，這個比較僅涉及HD標準單元。幾乎所有依賴前沿節(jié)點的現(xiàn)代高性能處理器都使用高密度（HD）、高性能（HP）和低功耗（LP）標準單元的組合，更不用說臺積電FinFlex和NanoFlex等技術(shù)的能力了。
第二，目前尚不清楚Intel和臺積電的HP和LP標準單元如何比較。雖然可以合理地假設(shè)N2在晶體管密度上具有領(lǐng)先優(yōu)勢，但這種優(yōu)勢可能并不像HD標準單元那樣巨大。
第三，在IEDM會議上提交的論文中，Intel和臺積電都披露了其下一代18A和N2制造工藝在性能、功耗和晶體管密度方面相對于前代的優(yōu)勢。然而，目前還無法將這兩種制造技術(shù)直接進行比較。
再看TechInsights的結(jié)論。
在性能方面，TechInsights認為Intel的18A將領(lǐng)先于臺積電的N2和三星的SF2（前身為SF3P）。然而，TechInsights使用了一種有爭議的方法來比較即將推出的節(jié)點的性能，它使用臺積電的N16FF和三星的14納米工藝技術(shù)作為基準，然后加上兩家公司宣布的節(jié)點間性能改進來做出預測。雖然這可以作為一個估計，但可能并不完全準確。
此外，還有諸多需要注意的點，比如：Intel專注于制造高性能處理器，因此18A可能是為性能和能效而設(shè)計的，而不是為了HD晶體管密度。再或者Intel的背面供電技術(shù)也會對其產(chǎn)品起到加持作用。
在功耗方面，TechInsights的分析師認為，基于N2的芯片將比類似的基于SF2的集成電路消耗更少的功耗，因為臺積電近年來在功耗效率方面一直領(lǐng)先。至于Intel，這還有待觀察，但至少18A將在這方面提供優(yōu)勢。
在產(chǎn)品規(guī)?；鲜蟹矫妫?/b>或許Intel 18A早于臺積電2nm，上文曾提到Intel 18A的首批產(chǎn)品很可能是將于2025年下半年發(fā)布的Panther Lake，而搭載臺積電2nm的首批產(chǎn)品很可能是將于2026年發(fā)布的iPhone 18系列。
?04、芯片巨頭的野心，不止2nm
從當前臺積電的規(guī)劃來看，其似乎并沒有打算在2nm上耗費太多的時間。
臺積電寶山P2(Fab20)工廠已經(jīng)在為1.4nm工藝做內(nèi)部準備，并取得了重大突破，但具體情況暫時不詳。
最近，臺積電甚至已經(jīng)明確通知供應鏈，可以開始準備1.4nm工藝相關(guān)的設(shè)備了。
寶山P2被視為臺積電先進工藝的試驗田，一旦進展順利，P3、P4工廠也會加入其中，F(xiàn)ab 25工廠也可能會在1.4nm工藝上扮演重要角色。
業(yè)界預計，臺積電有望在2027年開始1.4nm工藝的風險性試產(chǎn)，2028年火力全開。
那么寫到這里，或許有人有這樣的疑問：芯片制程不斷縮小，真的有必要嗎？
眾所周知，隨著制程節(jié)點向更小尺寸演進，這讓制造芯片變得更難且更貴了。正如上文所言，Intel?Arrow Lake放棄采用20A工藝，三星擱置1.4nm，這均是介于投入與回報差距的衡量。
彼時，制造更先進芯片宛如一場殘酷游戲，每一步都需謹小慎微。至于后續(xù)還會有哪些巨頭加入這場角逐？又將采取何種策略？一切都充滿未知......
可以確定的是，這場競賽，并不會輕易終止。
