屬于2nm的時代，又將誰執牛耳？

一直以來，業界普遍認為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，并將摩爾定律延續下去，越來越多的芯片制造商不惜豪擲千金，持續加碼高精度芯片工藝，試圖在先進工藝制程的研發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日的北美技術論壇上，臺積電官宣了2nm制程的落子時間，預計將在2025年進入量產。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工藝制程的量產明爭暗斗，沒想到一晃眼，已經到了2nm制程量產角逐的關鍵階段。

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

01 決戰制程之巔

兩個新聞，相隔只有24小時。

6月15日，《日經亞洲評論》爆出日本將與美國攜手研發2nm制程芯片的新聞，根據兩國簽訂的芯片雙邊協議，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，很多細節其實頗讓人玩味的。

最近發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的量產集體發力——

就在過去的2021年，美國的半導體霸主IBM已宣布實現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年的量產計劃提上了日程。

臺積電在先進制程的反應速度上，一直領先于對手。

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

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

在16日的技術論壇上，臺積電用N2制造來代表即將量產的2nm工藝，根據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，后續還有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平臺。且當N2正式投入量產時，臺積電的N3還將持續升級為密度更高的N3S，N3的增強版本將在未來幾年靈活升級，適用于不同的產品和客戶。

《日經亞洲》制作了一張臺積電制程節點的核心數據圖，N2能在相同功率和晶體管數量下將性能提升10％－15％，相同頻率和復雜度的情況下，功耗能降低25％－30％，和加強版的N3S直接對比，密度或將提高至少1．1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制程實現對臺積電的技術反超。

只是，制程之爭目前已來到2nm的關鍵角逐期，無論是量產，還是大家普遍關注的密度、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體公司，并穩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年下半年開始風險性試產，最快將在2024年進入量產階段。

有意思的是，面對IBM和三星的制程野心，臺積電在大多數時候是坐不住的，就在2021年，IBM前腳才剛剛官宣2nm制程研發成功，臺積電后腳就在相關領域有了最新動作，高調宣布與臺灣大學和麻省理工大學共同發表了研發成果，并反復強調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，我們將提前為此做好準備。”

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

作為美國制造業的一顆明珠、乃至二十世紀美國資本神話的關鍵組成部分，輝煌時期的英特爾一度只生產技術最復雜、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背道而馳，還讓外界對美國在高端制造業的領導地位產生了懷疑。

就在司睿博掌舵的這三年，英特爾在產品和經營上接連遭受暴擊，特別是先進制程多次延遲，設計和架構方面問題頻出，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制程的研發和量產上追趕對手，實現新一輪的賽道超車。

只是，臺積電們也沒有原地踏步啊~