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1.4nm爭霸戰,打響!

2025-11-28 11:13

本文來自格隆匯專欄:半導體行業觀察;作者:杜芹DQ

在半導體制造中,2nm,可以説是集先進製程、EUV集羣、GAA晶體管、先進封裝、供應鏈與地緣政治多個標籤於一身的重要節點,被各國視為 AI 時代算力主權的門檻。

如今,圍繞這一門檻,全球正在上演一場以「建2nm晶圓廠」為核心的資本與國家戰略競賽:臺積電在臺灣本土加碼 2nm 廠區佈局,同時推進美國亞利桑那、日本熊本及德國德累斯頓等海外項目;英特爾則借 18A 工藝與「國家隊股東團」背書,試圖重構 foundry 格局;三星在2nm良率與客户結構上持續追趕;而日本Rapidus則在政策呵護下,押注單晶圓工藝,給衰退多年的日本半導體一次「重啟」的機會。

臺積電要建10座2nm廠


據臺媒的最新報道,臺積電在臺灣的2nm佈局已經從「七座廠」升級為「十座廠」構想——新竹寶山 2 座、高雄楠梓 5 座,再加上南科特定區規劃的 3 座,合計 10 座 2nm 廠。據估算,一座2nm的晶圓廠的成本大概需要3000億新臺幣(80-100億美元)。那麼,臺積電這另外新增的三座廠商大約就需要9000億。

最新公開信息也在側面印證這種猜測:

  • TrendForce援引《自由時報》等臺媒稱,受 AI 芯片訂單拉動,臺積電在新竹、楠梓現有 7 座先進製程廠已難以滿足需求,正評估在臺灣再建多達12座先進製程與封裝新廠,其中重點就是 2nm 與 1.4nm。

  • 另據臺灣中央社的報道,中部科學園區已確認,臺積電在臺中 A14 廠區的 1.4nm(A14)廠已經取得建設許可,將於 2025 年底前動工,目標 2028 年量產。這意味着臺灣本島會在 2nm 之后,幾乎無縫銜接下一節點。

  • 此前臺積電已規劃在高雄楠梓新園區興建5座新廠,用於 2nm、A16 及更先進製程,配合屏東科學園區的供應鏈基地,逐步把臺灣南部打造成另一個先進製程重鎮。

除了臺灣本地繼續疊加 2nm 與 1.4nm,臺積電也積極在海外加大擴張:今年3月份,臺積電宣佈,打算將美國亞利桑那三座廠與兩座先進封裝與一個大型研發中心,投資總額提高到1650億美元。魏哲家在宣佈美國加碼投資時就強調,「AI 客户全部找上門來,臺灣的產能還是嚴重不夠」,希望政府繼續在本地幫忙找地、找電、找水。

從商業邏輯上看,臺積電對2nm的基本判斷很清晰:

首先,先進製程是有單才擴產,而且只為頭部客户擴產。2nm家族會長期服務於AI GPU/加速卡(英偉達、AMD、自研 ASIC)、高端 CPU/GPU/AP,以及部分高端手機 SoC。即便宏觀需求波動,這些客户也有足夠議價能力鎖死長期產能。

其次,最領先的節點必須握在臺灣本島。海外廠主要在政治和客户關係上「補課」:在美國、日本、歐洲獲得補貼、鎖住本地車用/工業客户,但實際技術重心仍然是臺灣的 2nm/1.4nm 集羣,這也是為什麼 2nm 的量產節奏優先在寶山、楠梓與南科,而非亞利桑那。

從產業競爭的角度看,臺積電的瘋狂建廠既是對 AI 超預期需求的被動響應,也是對三星、英特爾、Rapidus等一輪「政策+資本攻擊」的主動防守:當你把 2nm 產能牢牢釘死在護城河深處,對手即便拿到補貼與大客户,也很難在短期內撼動生態黏性。

英特爾:18A +國家隊資本的背水一戰


在2nm的敍事中,英特爾的18A從技術上來説是對標2nm的。18A 是英特爾繼 20A 之后的新一代 GAA(RibbonFET)節點,疊加背面供電 PowerVia。從公開路線圖與第三方拆解來看,18A在晶體管密度、功耗和性能上,已經站到可以和臺積電 N2 家族正面拼殺的位置。

過去一年市場最大的質疑在於:18A工藝到底能不能順利爬坡到穩定量產? 這一點最近有了比較積極的信號:

據TechPowerUp報道,英特爾副總裁John Pitzer表示,過去七八個月里,該公司 18A 芯片的良率曲線穩步攀升。英特爾技術專家在此前的Panther Lake會上也表示,在今年10月份,Intel 18A工藝已正式啟動生產。當前18A的良率水平不低於此前任何一代核心節點,且良率提升已進入更可預測的軌道。預計在2025年第四季度達到大規模量產所需的良率門檻,全面進入高產能生產階段。

過去一年里,Intel 18A缺陷密度呈現穩定下降趨勢,整體表現向好

一個月前,英特爾宣佈宣佈Panther Lake處理器量產時,該公司公開承認,首批CPU所需的所有晶圓都將在俄勒岡州的試點生產線上生產,計劃在 2026 年起逐步切換到亞利桑那Fab 52高產能廠,借規模效應攤薄成本並進一步穩定良率。

如果説18A是技術層面的「復仇回合」,那資本結構上的變化,則讓英特爾帶上了更明顯的「國家隊」色彩:

  • 今年8月,美國政府將原本CHIPS法案與Secure Enclave計劃中的111億美元補貼轉換為股權,直接獲得英特爾約 9.9% 的股份(並附帶額外 5% 的認股權證),成為公司最大單一股東。

  • 9月,英偉達宣佈以50億美元認購英特爾普通股,兩家公司圍繞PC SoC與數據中心平臺展開合作。雖然短期內英偉達並未把核心GPU訂單交給英特爾代工,但這一「互綁」動作,本質上是對英特爾製造能力的戰略背書。

可以預見的是:在2nm這個節點上,英特爾的勝負不止取決於18A本身有多好,更取決於它能不能「跑出一家真正意義上的 foundry 公司」——把設計者對工藝、IP、封裝、測試的協同體驗,做得至少接近臺積電。

三星:2nm良率破六成,

韓國和美國雙基地加速爬坡


這兩年,三星在先進製程上幾乎把所有籌碼都壓到 3nm/2nm GAA 節點——前者用來搶佔部分高端手機與 HPC 客户,后者則試圖在 AI、車載與礦機芯片上「卡位」。

三星的最新公告消息顯示,其2nm 工藝(SF2)良率已攀升至 55–60% 區間,較此前約30%的預期有了顯著提高。市場研究公司 Counterpoint Research 在本月20日預測,三星電子的 2 納米產能將增加 163%,從 2024 年的每月 8,000 片晶圓,增加到明年年底的 21,000 片晶圓。此次擴產是在三星 2 納米工藝良率穩定之后進行的。

三星的2nm晶圓廠主要有2處:

  • 一處是韓國的華城,華城現有 EUV 基礎完善,研發團隊和量產工程師高度集中,三星正在將華城 S3 線上導入 2nm(SF2)產線。目前傳出的 2nm 良率 55–60%,也被認為主要來自華城線的數據;

  • 另外一處是美國德州Taylor。根據美國商務部與三星披露的信息,該項目總投資規模約 370–400 億美元級別,被視作美國曆史上最大的一批綠地外資項目之一。原計劃 Taylor 廠 2024–2025 年完成主要建設,但由於全球半導體需求波動和客户不確定,項目曾被曝出推迟到 2026 年才能正式投產;

真正的轉折點是拿下特斯拉 AI6 芯片訂單。2025 年7 月,三星與特斯拉簽署價值 165 億美元、為期 8 年的 AI6 芯片代工協議。AI6 計劃採用三星的 2nm 節點,在 Taylor 廠生產,供特斯拉 Robotaxi、Optimus 機器人等下一代平臺使用。行業普遍認為,這筆長期大單是拯救Taylor 項目、提升三星在美國代工話語權的關鍵。

Exynos 2600被普遍視為首批在 SF2上大規模量產的SoC,將為2026年的 Galaxy S26 系列供貨,良率大致在 50% 以上。外部廠商訂單中,除了特斯拉,三星還拿下兩家中國加密貨幣礦機廠商(MicroBT、嘉楠)的2nm礦機芯片代工,預計年營收規模可達數億美元級別。

從財務與戰略角度看,三星的2nm策略有幾個特點:

用「難啃客户」累積履歷。無論是自家Exynos,還是Tesla、礦機廠商,都是對功耗、頻率與良率都極端敏感的客户,但相對容易接受早期風險。這與當年 TSMC 靠 iPhone A 系列芯片拉起 7nm/5nm 履歷有幾分相似。

以利潤承壓換產能爬坡。在良率尚未完全成熟前,2nm訂單很難馬上帶來高利潤,但能為 2027–2028年之后更廣泛的高端客户鋪路。三星自己給晶圓代工業務設定了「兩年內回到盈利、並把市佔拉到 20%」的目標,本質上就是押注2nm能夠在這段時間窗口內跑贏行業均值。

問題在於,2nm市場本身是高度粘性的:對於已經深度綁定臺積電生態的大客户而言,從 PDK、IP 組合,到封裝、測試全套遷移到三星,成本極高。而三星的機會,更多來自三個方向:一是像加密礦機、特定AI ASIC 這類「敢賭」的新興客户;二是對地緣政治高度敏感的美國客户(例如特斯拉)出於「第二來源」需求;三是某些對性價比極度敏感、又能接受早期風險的大陸客户。

Rapidus:1座2nm,1座1.4nm及以下


與臺積電、英特爾、三星相比,日本Rapidus的體量小得多,但在「打造2nm本土產能」這件事上,政府給予它的期待絲毫不低。

今年7月,Rapidus宣佈在北海道IIM-1工廠開始2nm GAA測試線路的試生產,首批測試晶圓已經達到預期電性指標。

根據公開材料,在其位於千歲的第一座工廠,Rapidus目標是在2027財年下半年開始 2nm 芯片的量產。即便 2nm 芯片量產尚未完全成熟,Rapidus也打算迅速推進第二座工廠的建設。從 2026 財年起,Rapidus將在繼續與IBM合作(IBM 提供 2nm 芯片相關技術)的同時,啟動 1.4nm 產品的全面研發。

Rapidus計劃在 2027 財年於北海道啟動第二座工廠的建設,該廠除生產1.4nm產品外,也可能生產1nm芯片,計劃最早於2029年開始生產 1.4 納米芯片。該項目預計耗資數萬億日元,第二座工廠的資金將主要來自政府支持,日本政府將向該公司投資數千億日元,其中一部分將用於研發。其余部分將通過日本大型銀行貸款以及民間企業投資籌集。相關貸款將由政府提供擔保。預計第二座工廠的總投資將超過 2 萬億日元。

全球芯片製造商正在競相縮小芯片電路線寬。臺積電計劃今年量產 2nm 芯片,並在 2028 年量產 1.4nm 芯片。韓國三星電子則計劃在 2027 年量產 1.4nm 芯片。可見,圍繞先進製程的節點還在繼續下去。

Rapidus選擇了一條與傳統IDMs完全不同的技術路徑——前端製程全面採用單晶圓處理:每片晶圓在各關鍵步驟上獨立加工、獨立量測,通過密集數據回傳配合 AI 優化工藝參數,以換取對良率、缺陷的更精細控制。代價則是資本開支更高、產能效率偏低。在商業模式上,前期會重點吸引AI數據中心定製芯片設計公司(fabless),隨后拓展汽車、機器人等邊緣設備客户。

對日本政府而言,Rapidus的意義遠不止一家公司,而是一整套「從 IBM 技術轉移 + EDA/IP 生態聯盟+國內整機廠訂單導入」的系統性工程:在臺積電熊本廠主攻 12–28nm 車載/影像傳感器的同時,Rapidus承擔起「在日本本土重建 2nm 級製造能力」的象徵性任務。

為什麼大家都在搶着建2nm廠?


那我們再來分析下,為什麼全球都在搶着建2nm廠?其實背后可以從三層邏輯來看:

首先在技術與經濟邏輯:2nm是 AI 時代的「能源基礎設施」。在 GB200、Vera Rubin這一代AI加速器之后,下一代訓練/推理芯片幾乎註定要在3nm之后的節點上實現(N2、N2P、18A、SF2 等)。2nm 能以更高的晶體管密度和更低功耗,支撐每瓦算力的進一步提升——在供電、散熱、機房負荷都成約束的背景下,領先一個節點,本質上就是在 AI 基礎設施的單位 CAPEX 上更具優勢。

再者在資本與產業鏈邏輯層面:鉅額capex只能靠「政策+頭部客户」捆綁。一座 2nm 廠動輒 80–100 億美元級別,外加EUV機臺、先進封裝廠與配套水電網,單一企業難以靠自由現金流吞下。

臺積電靠的是Apple、英偉達、AMD、超大規模雲廠商 + 美國、日本、德國政府補貼;英特爾背后是美國政府近10%的股權+英偉達50億美元的戰略投資;三星則通過集團內部訂單+特斯拉、礦機客户等高ASP訂單,給2nm產線喂「高毛利訂單」,用時間換空間;Rapidus完全是「政策先行 + 生態夥伴站臺」,IBM、Cadence 等構成其技術和工具護欄。在這樣的模式下,建 2nm 廠已經不只是企業決策,而是國家產業政策的執行工具。

最后,2nm帶有很濃重的地緣政治色彩。美國政府直接入股英特爾,把CHIPS補貼變成國有股;日本經濟產業省把Rapidus視作「新一代信息基礎設施」的關鍵;歐洲通過歐洲芯片法案引入臺積電、英特爾、格芯;中國臺灣則通過密集的本島建廠計劃,把自身在全球供應鏈中的「不可替代性」進一步拉高。換句話説,誰掌握2nm產能,誰就在未來10年的AI算力遊戲里佔據話語權。

當然,所有這些看起來熱火朝天的建廠計劃,也並非沒有隱憂:

第一,需求是否會一直這麼「離譜」?魏哲家已經公開承認,AI 驅動下的先進製程需求「遠超預期」,大致是當前產能的三倍左右——但這種超預期是短期的供給斷層,還是可以持續 5–10 年的結構性趨勢,目前沒人敢打包票。

一旦全球在2nm/1.4nm上同時砸下數十座廠,下一輪周期下行時的價格戰、減值和財務壓力,可能會比 2018 年存儲器價格崩盤更慘烈。

第二,地緣政治集中度問題。如果臺積電真的在寶山、楠梓、南科建10座 2nm 廠,再加上A14臺中廠、美國亞利桑那三座廠,日本熊本與計劃中的德國廠,全球 2nm+ 的產能仍高度集中在臺灣及少數幾個盟國——這對供應鏈彈性與地緣政治風險管理都是雙刃劍。

第三,人才與供應鏈「是否跟得上廠房」。2nm不只是建一棟廠房,更是要在短時間內拉起成千上萬名具備EUV經驗的工程師與技術員;連帶還要有足夠的化學品、光罩、前道/后道設備維護團隊。這也是為什麼臺積電一邊在臺灣瘋狂招人,一邊被統計為「推升臺灣赴美工作人口增長的關鍵力量」。

誰將利好?


2nm廠的興建,最直接的利好就是半導體設備商(最大贏家之一)。2nm廠基本就是「設備堆出來的」。EUV/浸沒式光刻、沉積、刻蝕、清洗、量測/檢測、CMP、封裝相關設備會在建廠期就吃到訂單與交付節奏。還有上游的材料與耗材供應鏈,如硅片、光刻膠/化學品、特氣、靶材、拋光材料、光罩/掩膜版相關、過濾系統等,跟着產線擴張持續放量。

待良率跑到量產后,先進封裝與測試鏈將長期利好。AI芯片早就不是隻靠更先進製程贏,而是製程 + CoWoS/2.5D/Chiplet + HBM 的系統組合。2nm產能擴張,往往同步拉動先進封裝、測試、基板等需求。

對於NVIDIA/Apple/AMD/高通/特斯拉/雲廠商等這些大客户而言,多家2nm並進,給大客户更多 議價與second source 空間。

然而,最大不確定在於,如果AI需求回落或良率不達標,最容易承壓的是「砸了鉅額capex但產線跑不滿」的那一方。

小結


如果把視角拉長一點看,2nm製程和圍繞它興建的晶圓廠,更像是過去40年摩爾定律的「期末大考」:對臺積電來説,這是一場關於「本島 vs 海外、護城河 vs 去風險」的資產重配;對英特爾來説,這是一次用18A和國家隊資本,爭奪「先進製程最低保真度」的背水一戰;對三星來説,這是借 2nm 強行把自己從「有能力的挑戰者」推向「不可忽視的第二選擇」的賭博;對 Rapidus 和日本而言,這是在全球分工格局重塑中,搶回一塊先進製造話語權的窗口。

2nm工藝本身的物理意義也許越來越模糊,但圍繞「建 2nm 廠」展開的技術、資本和政治較量,卻在清晰地劃出一條新的產業分水嶺:誰能熬過這輪高資本、高風險的節點,更重要的是,誰能在 AI 算力需求迴歸常態之后仍然站得住,誰纔有資格在下一個 1.x nm 周期繼續書寫規則。

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