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2nm,大戰打響

2025-09-21 11:06

本文來自格隆匯專欄:半導體行業觀察,作者:邵逸琦

半導體行業中,戰爭從未停止,也從未改變。

從上世紀七八十年代到2025年的今天,從微米級到納米級,再到即將來臨的埃米級,晶圓代工廠與芯片設計公司圍繞着先進製程展開了一場又一場隱形戰爭。每一次工藝節點的突破,都意味着行業格局的重新洗牌。

2nm節點,就是最新的戰場。

臺積電、三星和英特爾卯足了勁衝擊2nm製程。臺積電憑藉技術優勢領跑,三星試圖追趕,英特爾想要重回巔峰。而蘋果、高通、聯發科和AMD等芯片巨頭早已瘋狂預定產能,每一張訂單都價值數十億美元。

這場競爭的勝負,將決定未來幾年全球半導體產業的話語權。


晶圓廠間的角逐


對於晶圓代工廠而言,遊戲規則很簡單也很殘酷:想要拿下更多先進製程的訂單,必須做到更早、更快、更先進。誰能率先量產,誰就能獲得最優質的客户和最豐厚的利潤。

而那些在技術競賽中落后的代工廠,往往只能走上價格戰的老路——用更低廉的報價來爭取客户,在成熟製程市場中分一杯羹。但這種策略的利潤空間極其有限,也難以支撐持續的研發投入。

在這個行業里,沒有不想做先進製程的代工廠,只有技術落后和最終認輸的代工廠。每一家代工廠都明白一個道理:要麼站在技術的最前沿,要麼被時代無情拋棄。

勢在必得的臺積電

先來説説業內公認最強的臺積電。

臺積電在先進製程上的統治力,並不是一蹴而就的。自7nm以來,臺積電就牢牢鎖定了全球市場的技術制高點,並在5nm、3nm節點不斷加速。如今,2nm被視作下一個決定行業格局的「分水嶺」,而臺積電早已把這場戰爭看作是勢在必得的一役。

根據規劃,臺積電的2nm製程(N2)將首次引入GAAFET(環繞柵極晶體管)架構,以取代延續多年的FinFET,提升能效和密度。業內人士稱,N2相較於3nm在性能提升超過10%—15%,功耗降低可達25%—30%,這對於AI、手機SoC和高性能計算(HPC)至關重要。

在產能佈局上,臺積電已經在新竹寶山與臺中中科擴建2nm工廠,並加速美國亞利桑那州Fab 21的導入。2025年Q4,臺積電將正式進入風險試產階段,預計2026年上半年實現小規模量產。

與此同時,臺積電還在同步推進N2P(優化版2nm),預計2026年底導入,主打更高的良率和更強的能效表現,以滿足AI服務器和高端筆記本的需求。

值得一提的是,在今年臺積電第二季法説會上,臺積電董事長魏哲家還表示,作為 N2下一代的 A16(即1.6nm)的特色是結合超級電軌(SPR)也就是所謂的背面供電(BSPDN)技術,將於2026 下半年量產,適合具複雜信號路徑和密集電源傳輸網絡的產品。

而作為A16下一代的A14,將採用第二代納米片電晶體結構,提供更優秀性能和功耗優勢,以應對日益成長的高效能運算需求。魏哲家表示,目前A14 開發進度良好,零組件性能和良率改善均達到或超前計劃,預計2028 年進行量產。

魏哲家指出,將繼續A14 強化策略,包括2029 年推出搭載超級電軌的供電版。他也相信,A14 及衍生產品將擴大公司技術領先地位,使臺積電把握未來成長機會。

面對三星的追擊與英特爾的「重返戰場」,臺積電並不諱言壓力,但更強調「領先不止於一次節點,而在於持續迭代的節奏」。在晶圓代工這個軍備競賽般的行業里,臺積電顯然已經為2nm大戰佈下了最完整的棋局。

彎道超車的三星

對於一度落后的三星而言,它早已把 2nm 當作挽回面子、重塑代工話語權的關鍵一步。

早在2022年,三星便高調宣佈將在2025年量產2nm(SF2)工藝,並計劃在2027年進入1.4nm。與臺積電不同,三星選擇更早導入GAAFET架構(其稱為MBCFET),試圖藉此實現「彎道超車」。

根據三星的規劃,2nm工藝將首先應用於自家Exynos移動處理器以及部分谷歌定製芯片,隨后再開放給高性能計算與AI客户。然而,三星在過去的3nm節點上良率問題頻頻被詬病,部分大客户因此轉向臺積電,這使得業界對其2nm量產能否如期達標仍心存疑慮。

在產能佈局上,三星正全力建設韓國華城園區的新廠,並同步推進美國得克薩斯州Taylor工廠的擴產計劃,力圖將2nm作為重塑代工版圖的關鍵一步。若能在2025年如期實現2nm量產並穩定良率,三星有望重新贏得部分高端客户的信任。

有意思的是,三星在去年8月的演講中指出,預定2027年量產新一代2nm芯片(SF2Z)時採用背面供電技術技術,當時是三星晶圓代工事業首度向大眾揭露這一技術細節。

據瞭解,三星在SF1.4節點將同時縮放金屬和柵極間距,還可能採用二維通道材料,其設定得時間表較為激進,而其特色在於可能在某個節點中添加第四層納米片,這在可預見的未來是其他廠商所不具備的技術特點。

重返戰場的英特爾

英特爾在先進製程的掉隊,曾讓它失去了代工和邏輯芯片的雙重優勢。然而,隨着IDM 2.0戰略的提出,英特爾決心在2nm時代重新證明自己。英特爾的2nm工藝先后經歷了幾次變動,目前主推的是Intel 18A,也是其首度引入RibbonFET(自家版本的GAAFET)與PowerVia背面供電技術的節點。

英特爾計劃在2025年底實現Intel 20A的量產,首批產品將用於自家處理器Meteor Lake和Lunar Lake系列,併爲外部客户提供代工服務。微軟、亞馬遜等雲計算巨頭據傳已與英特爾展開深度合作,探索在AI和HPC芯片上的代工可能。

目前來看,英特爾優勢在於PowerVia方案製造相對容易,但微縮優勢小於直接背面接觸,同時在時間上領先競爭對手約一年推出BSPDN技術,也有望成為首家同時實現GAA和BSPDN技術量產的廠商。

英特爾的策略體現了其對技術領先地位的渴望,通過率先推出複雜的新技術來重新確立市場地位。如果Intel 18A能夠兑現性能與功耗承諾,並在代工市場成功吸引客户,英特爾就有機會真正從臺積電和三星的包圍中突圍。否則,它在先進工藝上的翻盤將再次延后。

后來者的Rapidus

如果説臺積電、三星和英特爾是三大傳統巨頭,那麼日本Rapidus就是這場2nm大戰里的黑馬。這家由日本政府主導、豐田、索尼、NTT、軟銀等企業聯合投資的新興代工廠,自成立之初就把目標鎖定在2nm,並獲得了美國IBM的技術支持。

Rapidus的戰略十分明確:不與巨頭拼傳統代工規模,而是專注於先進工藝和本土產業鏈安全。其北海道千歲工廠已經動工,計劃在2025年啟動2nm試產,2027年實現量產。雖然這一時間表看似激進,但在日本政府鉅額補貼與產官學合力推動下,Rapidus被視作日本半導體產業重返前沿的國家隊」。

但它的問題也十分明確:一方面,面對臺積電、英特爾、三星的競爭,其市場定位不清晰,另一方面其月產能僅2.5萬片,遠低於臺積電的10萬片以上,此外,它的路線圖未涵蓋背面供電,在HPC應用中將處於劣勢,目前也只確認了Tenstorrent和可能的IBM作為客户

不僅如此,所謂的小廠專精的製造策略也有相當大的問題,小批量增加了計量需求,可能抵消優勢,而單晶圓批量設備的研發成果難以轉移到多晶圓批量設備。

當然,如果Rapidus能在2nm上成功突圍,將不僅改寫日本半導體產業的地位,也可能在全球格局中撕開新的缺口。


Fabless的勾心鬥角


對於Fabless廠商而言,代工廠推出的各種先進工藝技術固然令人心動,承諾着更高的性能、更低的功耗和更優的面積效率,但這些技術進步的背后往往隱藏着令人咋舌的成本代價。

因此,在面對2納米節點時,除了那些財力雄厚、不差錢的頂級廠商能夠毫不猶豫地率先嚐鮮外,大部分Fabless公司都採取了相當謹慎的觀望態度。他們需要在技術優勢與成本控制之間尋求微妙的平衡,仔細權衡新工藝帶來的性能提升是否足以抵消高昂的開發和製造成本。

然而,在當今智能手機、AI芯片、高性能計算等領域競爭日趨白熱化的市場環境下,技術領先往往意味着市場份額和利潤空間的決定性優勢。面對競爭對手可能搶佔先機的威脅,以及消費者對更高性能產品的不斷追求,越來越多的Fabless廠商開始摒棄過去的保守策略,轉而採取更加激進的技術導入態度。

首發必爭的蘋果

蘋果在先進製程上的話語權,幾乎無人能及。從 A 系列到 M 系列,蘋果一直是臺積電的「首發客户」,更是晶圓代工行業最優質的金主。每一次 iPhone 或 Mac 的換代,都在背后推動着製程工藝的演進。

在 2nm 節點,蘋果同樣站在最前線。按照供應鏈的消息,蘋果已經鎖定臺積電 2nm 的首批產能,計劃在 2026 年推出的 iPhone 18 系列上搭載 A20/A20 Pro 芯片,並同步將 M 系列處理器導入 2nm,用於 MacBook 與高端 iPad。這不僅是一次性能升級,更是蘋果鞏固生態閉環的關鍵。

對蘋果來説,2nm 的意義遠不止提升續航或性能。隨着 AI 大模型的邊緣端推理需求暴漲,蘋果需要在設備端完成更多複雜計算,而不是完全依賴雲端。2nm 的能效提升,正是支撐其「端側 AI 戰略」的基石。可以説,蘋果與臺積電的深度綁定,決定了 2nm 的首發戰場必將在蘋果生態中打響。

不能缺席的高通

如果説蘋果是臺積電最穩固的「盟友」,那高通則是臺積電與三星之間的「搖擺者」。在過去,高通時常在不同節點上游走於兩家之間,既要追求性能,也要爭取更低的代工成本。

在 2nm 上,高通已經明確向臺積電靠攏。消息顯示,高通計劃在 Snapdragon 8 Gen5 之后的旗艦平臺引入 2nm 工藝,預計將在 2026 年商用,主要應用於安卓旗艦手機。與此同時,高通還考慮把部分 AI 加速器、車用處理器引入 2nm,以增強其在 XR、汽車和生成式 AI 領域的競爭力。

高通的算盤很清楚:不能在安卓陣營掉隊。面對蘋果 M 系列的持續進化,高通必須用 2nm 工藝來保障驍龍平臺在能效與算力上的平衡,否則很難維持在高端市場的話語權。而在這背后,高通與三星 Foundry 的合作關係,也將面臨新一輪考驗。

HPC 的急先鋒 AMD

AMD 在先進工藝上的策略,一直是「緊跟臺積電、主打 HPC」。從 Zen 架構的崛起,到 EPYC 在數據中心的突破,AMD 依賴臺積電高性能工藝的紅利實現了逆襲。

在 2nm 節點,AMD 已經預定了臺積電的產能,計劃把 Zen 6 乃至 Zen 7 的部分核心模塊遷移至 2nm,以用於服務器 CPU 與高端桌面 CPU。同時,AMD 還在考慮將 RDNA 架構 GPU 的部分高端 SKU 導入 2nm,以在 AI 訓練與 HPC 市場與英偉達正面交鋒。

對 AMD 來説,2nm 的最大價值在於 功耗牆的突破。在多芯片封裝(Chiplet)架構下,能否在單個計算核心上繼續提升性能和能效,決定了整體平臺的競爭力。AMD 需要 2nm 來延長摩爾定律的紅利,避免在功耗曲線被「卡死」。因此,AMD 在 2nm 上的每一步,都與臺積電緊密捆綁,甚至會影響整個 HPC 市場的算力格局。

野心勃勃的英偉達

英偉達是另一個 2nm 的重量級玩家。自 Hopper、Blackwell 之后,英偉達在 AI 訓練芯片上一路領先。但 AI 的算力需求幾乎是「無止境」的,下一代 Rubin、R系列產品線已經在研發,2nm 被視作必然的技術跳板。

英偉達的策略很明確:不做首發,但一定做最強。它通常不會冒險採用工藝初期的產能,而是等到臺積電良率穩定,再用海量訂單鎖死產能。預計英偉達會在 2026—2027 年將 Rubin 系列 GPU 與 Grace 系列 CPU 的部分高端 SKU 導入 2nm,專門面向 AI 數據中心與超算市場。

這背后有着清晰的邏輯:對英偉達來説,AI 芯片的競爭不僅是硬件性能,更是能效比與集羣規模。2nm 工藝能夠在同等功耗下塞進更多核心、更大緩存,這正是英偉達鞏固 AI 帝國的武器。隨着微軟、谷歌、亞馬遜等超級客户的長期合同簽署,英偉達必然會把 2nm 納入戰略級佈局。

不容忽視的聯發科

在高端市場,聯發科一直被認為是「追趕者」。但過去幾年,隨着天璣系列在旗艦安卓手機的突破,聯發科已經不容忽視。

在 2nm 上,聯發科也早早行動。供應鏈傳出消息,聯發科計劃在 2026 年推出的天璣旗艦平臺上導入 2nm 工藝,搶佔安卓高端市場。不同於高通專注於手機,聯發科還把 2nm 佈局擴展到車規級芯片與邊緣 AI 芯片,希望在智能座艙、自動駕駛和邊緣推理市場卡位。

聯發科的優勢在於「全棧整合」與「性價比路線」。它不會像蘋果一樣一擲千金,也不會像英偉達那樣押注超級算力,而是用更靈活的定價與更廣的市場覆蓋來擴展 2nm 的應用場景。如果聯發科能在 2nm 時代保持穩定交付,它將在中高端市場對高通形成更強衝擊。


寫在最后


在當下來看,2nm已不僅僅是一個工藝節點,更多新技術的導入,讓這一節點有望成為7nm之后最為重要的分界線,跨過去就能坐擁更大的市場,已然成為大家的共識。

代工廠之間,臺積電憑藉長期積累和穩健節奏,力求繼續鎖定製高點;三星則寄望在「先發量產」的策略中逆襲,以縮小與臺積電的差距;英特爾和Rapidus,則背靠本土政府和產業鏈重構的政策東風,試圖通過「非市場化」的資源整合重返核心戰場。

與此同時,Fabless陣營也在上演着勾心鬥角:蘋果不惜重金吃下首批產能,力保iPhone在工藝上的「獨佔話語權」;英偉達與AMD則為算力霸權博弈,盯住AI和HPC市場的肥肉;高通與聯發科則圍繞手機SoC市場展開纏鬥,賭注是安卓生態的未來份額。每一家Fabless,都在臺前幕后暗暗角力,搶奪最寶貴的資源——先進工藝產能。

這場戰爭的複雜性,在於它不僅是技術比拼,也是資金、供應鏈、地緣政治的多重角逐。2nm節點,將成為一次產業洗牌:誰能率先穩定量產,誰便能在未來5—10年的芯片格局中贏得主動權。反之,落后的玩家將很可能被逐漸邊緣化,甚至失去在高端市場的話語權。

可以説,2nm的勝負並不會在某個單一時刻揭曉,但一如7nm節點,真正掌握2nm的廠商,必然會在更長一段時間里持續領先。

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