2nm,大战打响

2025年09月21日,16时06分40秒 科技新知 阅读 4 views 次

半导体行业中,战争从未停止,也从未改变。

从上世纪七八十年代到2025年的今天,从微米级到纳米级,再到即将来临的埃米级,晶圆代工厂与芯片设计公司围绕着先进制程展开了一场又一场隐形战争。每一次工艺节点的突破,都意味着行业格局的重新洗牌。

2nm节点,就是最新的战场。

台积电、三星和英特尔卯足了劲冲击2nm制程。台积电凭借技术优势领跑,三星试图追赶,英特尔想要重回巅峰。而苹果高通、联发科和AMD等芯片巨头早已疯狂预定产能,每一张订单都价值数十亿美元。

这场竞争的胜负,将决定未来几年全球半导体产业的话语权。

晶圆厂间的角逐

对于晶圆代工厂而言,游戏规则很简单也很残酷:想要拿下更多先进制程的订单,必须做到更早、更快、更先进。谁能率先量产,谁就能获得最优质的客户和最丰厚的利润。

而那些在技术竞赛中落后的代工厂,往往只能走上价格战的老路——用更低廉的报价来争取客户,在成熟制程市场中分一杯羹。但这种策略的利润空间极其有限,也难以支撑持续的研发投入。

在这个行业里,没有不想做先进制程的代工厂,只有技术落后和最终认输的代工厂。每一家代工厂都明白一个道理:要么站在技术的最前沿,要么被时代无情抛弃。

势在必得的台积电

先来说说业内公认最强的台积电。

台积电在先进制程上的统治力,并不是一蹴而就的。自7nm以来,台积电就牢牢锁定了全球市场的技术制高点,并在5nm、3nm节点不断加速。如今,2nm被视作下一个决定行业格局的“分水岭”,而台积电早已把这场战争看作是势在必得的一役。

根据规划,台积电的2nm制程(N2)将首次引入GAAFET(环绕栅极晶体管)架构,以取代延续多年的FinFET,提升能效和密度。业内人士称,N2相较于3nm在性能提升超过10%—15%,功耗降低可达25%—30%,这对于AI、手机SoC和高性能计算(HPC)至关重要。

在产能布局上,台积电已经在新竹宝山与台中中科扩建2nm工厂,并加速美国亚利桑那州Fab 21的导入。2025年Q4,台积电将正式进入风险试产阶段,预计2026年上半年实现小规模量产。

与此同时,台积电还在同步推进N2P(优化版2nm),预计2026年底导入,主打更高的良率和更强的能效表现,以满足AI服务器和高端笔记本的需求。

值得一提的是,在今年台积电第二季法说会上,台积电董事长魏哲家还表示,作为 N2下一代的 A16(即1.6nm)的特色是结合超级电轨(SPR)也就是所谓的背面供电(BSPDN)技术,将于2026 下半年量产,适合具复杂信号路径和密集电源传输网络的产品。

而作为A16下一代的A14,将采用第二代纳米片电晶体结构,提供更优秀性能和功耗优势,以应对日益成长的高效能运算需求。魏哲家表示,目前A14 开发进度良好,零组件性能和良率改善均达到或超前计划,预计2028 年进行量产。

魏哲家指出,将继续A14 强化策略,包括2029 年推出搭载超级电轨的供电版。他也相信,A14 及衍生产品将扩大公司技术领先地位,使台积电把握未来成长机会。

面对三星的追击与英特尔的“重返战场”,台积电并不讳言压力,但更强调“领先不止于一次节点,而在于持续迭代的节奏”。在晶圆代工这个军备竞赛般的行业里,台积电显然已经为2nm大战布下了最完整的棋局。

弯道超车的三星

对于一度落后的三星而言,它早已把 2nm 当作挽回面子、重塑代工话语权的关键一步。

早在2022年,三星便高调宣布将在2025年量产2nm(SF2)工艺,并计划在2027年进入1.4nm。与台积电不同,三星选择更早导入GAAFET架构(其称为MBCFET),试图借此实现“弯道超车”。

根据三星的规划,2nm工艺将首先应用于自家Exynos移动处理器以及部分谷歌定制芯片,随后再开放给高性能计算与AI客户。然而,三星在过去的3nm节点上良率问题频频被诟病,部分大客户因此转向台积电,这使得业界对其2nm量产能否如期达标仍心存疑虑。

在产能布局上,三星正全力建设韩国华城园区的新厂,并同步推进美国得克萨斯州Taylor工厂的扩产计划,力图将2nm作为重塑代工版图的关键一步。若能在2025年如期实现2nm量产并稳定良率,三星有望重新赢得部分高端客户的信任。

有意思的是,三星在去年8月的演讲中指出,预定2027年量产新一代2nm芯片(SF2Z)时采用背面供电技术技术,当时是三星晶圆代工事业首度向大众揭露这一技术细节。

据了解,三星在SF1.4节点将同时缩放金属和栅极间距,还可能采用二维通道材料,其设定得时间表较为激进,而其特色在于可能在某个节点中添加第四层纳米片,这在可预见的未来是其他厂商所不具备的技术特点。

重返战场的英特尔

英特尔在先进制程的掉队,曾让它失去了代工和逻辑芯片的双重优势。然而,随着IDM 2.0战略的提出,英特尔决心在2nm时代重新证明自己。英特尔的2nm工艺先后经历了几次变动,目前主推的是Intel 18A,也是其首度引入RibbonFET(自家版本的GAAFET)与PowerVia背面供电技术的节点。

英特尔计划在2025年底实现Intel 20A的量产,首批产品将用于自家处理器Meteor Lake和Lunar Lake系列,并为外部客户提供代工服务。微软亚马逊等云计算巨头据传已与英特尔展开深度合作,探索在AI和HPC芯片上的代工可能。

目前来看,英特尔优势在于PowerVia方案制造相对容易,但微缩优势小于直接背面接触,同时在时间上领先竞争对手约一年推出BSPDN技术,也有望成为首家同时实现GAA和BSPDN技术量产的厂商。

英特尔的策略体现了其对技术领先地位的渴望,通过率先推出复杂的新技术来重新确立市场地位。如果Intel 18A能够兑现性能与功耗承诺,并在代工市场成功吸引客户,英特尔就有机会真正从台积电和三星的包围中突围。否则,它在先进工艺上的翻盘将再次延后。

后来者的Rapidus

如果说台积电、三星和英特尔是三大传统巨头,那么日本Rapidus就是这场2nm大战里的黑马。这家由日本政府主导、丰田、索尼、NTT、软银等企业联合投资的新兴代工厂,自成立之初就把目标锁定在2nm,并获得了美国IBM的技术支持。

Rapidus的战略十分明确:不与巨头拼传统代工规模,而是专注于先进工艺和本土产业链安全。其北海道千岁工厂已经动工,计划在2025年启动2nm试产,2027年实现量产。虽然这一时间表看似激进,但在日本政府巨额补贴与产官学合力推动下,Rapidus被视作日本半导体产业重返前沿的国家队”。

但它的问题也十分明确:一方面,面对台积电、英特尔、三星的竞争,其市场定位不清晰,另一方面其月产能仅2.5万片,远低于台积电的10万片以上,此外,它的路线图未涵盖背面供电,在HPC应用中将处于劣势,目前也只确认了Tenstorrent和可能的IBM作为客户

不仅如此,所谓的小厂专精的制造策略也有相当大的问题,小批量增加了计量需求,可能抵消优势,而单晶圆批量设备的研发成果难以转移到多晶圆批量设备。

当然,如果Rapidus能在2nm上成功突围,将不仅改写日本半导体产业的地位,也可能在全球格局中撕开新的缺口。

Fabless的勾心斗角

对于Fabless厂商而言,代工厂推出的各种先进工艺技术固然令人心动,承诺着更高的性能、更低的功耗和更优的面积效率,但这些技术进步的背后往往隐藏着令人咋舌的成本代价。

因此,在面对2纳米节点时,除了那些财力雄厚、不差钱的顶级厂商能够毫不犹豫地率先尝鲜外,大部分Fabless公司都采取了相当谨慎的观望态度。他们需要在技术优势与成本控制之间寻求微妙的平衡,仔细权衡新工艺带来的性能提升是否足以抵消高昂的开发和制造成本。

然而,在当今智能手机、AI芯片、高性能计算等领域竞争日趋白热化的市场环境下,技术领先往往意味着市场份额和利润空间的决定性优势。面对竞争对手可能抢占先机的威胁,以及消费者对更高性能产品的不断追求,越来越多的Fabless厂商开始摒弃过去的保守策略,转而采取更加激进的技术导入态度。

首发必争的苹果

苹果在先进制程上的话语权,几乎无人能及。从 A 系列到 M 系列,苹果一直是台积电的“首发客户”,更是晶圆代工行业最优质的金主。每一次 iPhone 或 Mac 的换代,都在背后推动着制程工艺的演进。

在 2nm 节点,苹果同样站在最前线。按照供应链的消息,苹果已经锁定台积电 2nm 的首批产能,计划在 2026 年推出的 iPhone 18 系列上搭载 A20/A20 Pro 芯片,并同步将 M 系列处理器导入 2nm,用于 MacBook 与高端 iPad。这不仅是一次性能升级,更是苹果巩固生态闭环的关键。

对苹果来说,2nm 的意义远不止提升续航或性能。随着 AI 大模型的边缘端推理需求暴涨,苹果需要在设备端完成更多复杂计算,而不是完全依赖云端。2nm 的能效提升,正是支撑其“端侧 AI 战略”的基石。可以说,苹果与台积电的深度绑定,决定了 2nm 的首发战场必将在苹果生态中打响。

不能缺席的高通

如果说苹果是台积电最稳固的“盟友”,那高通则是台积电与三星之间的“摇摆者”。在过去,高通时常在不同节点上游走于两家之间,既要追求性能,也要争取更低的代工成本。

在 2nm 上,高通已经明确向台积电靠拢。消息显示,高通计划在 Snapdragon 8 Gen5 之后的旗舰平台引入 2nm 工艺,预计将在 2026 年商用,主要应用于安卓旗舰手机。与此同时,高通还考虑把部分 AI 加速器、车用处理器引入 2nm,以增强其在 XR、汽车和生成式 AI 领域的竞争力。

高通的算盘很清楚:不能在安卓阵营掉队。面对苹果 M 系列的持续进化,高通必须用 2nm 工艺来保障骁龙平台在能效与算力上的平衡,否则很难维持在高端市场的话语权。而在这背后,高通与三星 Foundry 的合作关系,也将面临新一轮考验。

HPC 的急先锋 AMD

AMD 在先进工艺上的策略,一直是“紧跟台积电、主打 HPC”。从 Zen 架构的崛起,到 EPYC 在数据中心的突破,AMD 依赖台积电高性能工艺的红利实现了逆袭。

在 2nm 节点,AMD 已经预定了台积电的产能,计划把 Zen 6 乃至 Zen 7 的部分核心模块迁移至 2nm,以用于服务器 CPU 与高端桌面 CPU。同时,AMD 还在考虑将 RDNA 架构 GPU 的部分高端 SKU 导入 2nm,以在 AI 训练与 HPC 市场与英伟达正面交锋。

对 AMD 来说,2nm 的最大价值在于 功耗墙的突破。在多芯片封装(Chiplet)架构下,能否在单个计算核心上继续提升性能和能效,决定了整体平台的竞争力。AMD 需要 2nm 来延长摩尔定律的红利,避免在功耗曲线被“卡死”。因此,AMD 在 2nm 上的每一步,都与台积电紧密捆绑,甚至会影响整个 HPC 市场的算力格局。

野心勃勃的英伟达

英伟达是另一个 2nm 的重量级玩家。自 Hopper、Blackwell 之后,英伟达在 AI 训练芯片上一路领先。但 AI 的算力需求几乎是“无止境”的,下一代 Rubin、R系列产品线已经在研发,2nm 被视作必然的技术跳板。

英伟达的策略很明确:不做首发,但一定做最强。它通常不会冒险采用工艺初期的产能,而是等到台积电良率稳定,再用海量订单锁死产能。预计英伟达会在 2026—2027 年将 Rubin 系列 GPU 与 Grace 系列 CPU 的部分高端 SKU 导入 2nm,专门面向 AI 数据中心与超算市场。

这背后有着清晰的逻辑:对英伟达来说,AI 芯片的竞争不仅是硬件性能,更是能效比与集群规模。2nm 工艺能够在同等功耗下塞进更多核心、更大缓存,这正是英伟达巩固 AI 帝国的武器。随着微软、谷歌、亚马逊等超级客户的长期合同签署,英伟达必然会把 2nm 纳入战略级布局。

不容忽视的联发科

在高端市场,联发科一直被认为是“追赶者”。但过去几年,随着天玑系列在旗舰安卓手机的突破,联发科已经不容忽视。

在 2nm 上,联发科也早早行动。供应链传出消息,联发科计划在 2026 年推出的天玑旗舰平台上导入 2nm 工艺,抢占安卓高端市场。不同于高通专注于手机,联发科还把 2nm 布局扩展到车规级芯片与边缘 AI 芯片,希望在智能座舱、自动驾驶和边缘推理市场卡位。

联发科的优势在于“全栈整合”与“性价比路线”。它不会像苹果一样一掷千金,也不会像英伟达那样押注超级算力,而是用更灵活的定价与更广的市场覆盖来扩展 2nm 的应用场景。如果联发科能在 2nm 时代保持稳定交付,它将在中高端市场对高通形成更强冲击。

写在最后

在当下来看,2nm已不仅仅是一个工艺节点,更多新技术的导入,让这一节点有望成为7nm之后最为重要的分界线,跨过去就能坐拥更大的市场,已然成为大家的共识。

代工厂之间,台积电凭借长期积累和稳健节奏,力求继续锁定制高点;三星则寄望在“先发量产”的策略中逆袭,以缩小与台积电的差距;英特尔和Rapidus,则背靠本土政府和产业链重构的政策东风,试图通过“非市场化”的资源整合重返核心战场。

与此同时,Fabless阵营也在上演着勾心斗角:苹果不惜重金吃下首批产能,力保iPhone在工艺上的“独占话语权”;英伟达与AMD则为算力霸权博弈,盯住AI和HPC市场的肥肉;高通与联发科则围绕手机SoC市场展开缠斗,赌注是安卓生态的未来份额。每一家Fabless,都在台前幕后暗暗角力,抢夺最宝贵的资源——先进工艺产能。

这场战争的复杂性,在于它不仅是技术比拼,也是资金、供应链、地缘政治的多重角逐。2nm节点,将成为一次产业洗牌:谁能率先稳定量产,谁便能在未来5—10年的芯片格局中赢得主动权。反之,落后的玩家将很可能被逐渐边缘化,甚至失去在高端市场的话语权。

可以说,2nm的胜负并不会在某个单一时刻揭晓,但一如7nm节点,真正掌握2nm的厂商,必然会在更长一段时间里持续领先。

(来源:新浪科技)



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