台积电稳中求进:2奈米量产启动,先进制程布局直达2029年

翻开台积电的2奈米蓝图,晶圆二十厂(新竹宝山,Wafer Fab 20)第一期已于2024年3月进机,晶圆二十二厂(高雄,Wafer Fab 22)则于同年11月进机,预计2025年下半年正式量产。执行副总经理秦永沛指出,高雄二十二厂进展顺利,第二期厂房上梁仪式已启动,第三期结构工程同步进行,第四与第五期也将陆续推动。

2奈米(N2)是台积电首度从鳍式场效电晶体(FinFET)跨入奈米片(nanosheet)架构的节点。台积电指出,N2在效能与能耗上相较现有N3E制程具显著优势,在相同功耗下速度提升10%至15%;相同速度下功耗降低25%至30%;晶片密度亦提升超过15%。目前N2的256Mb超低漏电SRAM平均良率已超过9成。

台积电同步布局N2的延伸版本「N2P」,进一步优化效能与节能表现,预计于2026年下半年量产。延续技术演进策略,台积电亦正式推出采用「超级电轨」(Super Power Rail, SPR)架构的A16制程,锁定高效能运算(HPC)应用。相较N2P,A16在相同功耗下速度可提升8%至10%,或在相同速度下降低功耗15%至20%,晶片密度再提升7%至10%,预定于2026年下半年正式投产。

台积电说明,A14制程将采用第二代奈米片电晶体架构,以满足AI与节能运算的成长需求。相较N2技术,A14在相同功耗下速度可提升10%至15%;相同速度下降低功耗25%至30%;晶片密度提升约20%,预计于2028年量产。

台积电强调,A14开发进度良好,效能与良率均达标甚至优于预期,2029年将再推出结合SPR架构的强化版本,展现从N2至A14的完整技术节奏。

台积电提供
台积电提供

三星3奈米GAA抢先量产,良率与客户仍是大挑战

三星是全球首家在量产制程中导入GAA(环绕式闸极)电晶体架构的晶圆代工厂,背后也有韩国政府推动「半导体超级聚落」政策支援,试图打造从晶圆到AI晶片的完整生态。首代2奈米制程(SF2)理论上能降低漏电、提升效能,锁定AI与行动晶片市场。然而,外界对其「抢先量产」的真实良率仍存疑,业界估计SF2良率仅约40%至45%,低于台积电N2的70%与英特尔18A的50%至55%。

三星表示,第二代制程SF2P将于2026年下半年量产,性能提升约12%、功耗降低25%、晶片面积缩小8%。目前设计套件(PDK)已完成,并积极向国际科技与IC设计公司推广,期望扩大AI与车用晶片采用率。

值得注意的是,三星已成功取得特斯拉(Tesla)AI6晶片订单,金额约165亿美元,采用SF2P制程,并与台积电共同生产特斯拉AI5晶片。特斯拉执行长马斯克(Elon Musk)更亲自参与良率优化。天风国际分析师郭明𫓹指出,马斯克此举有助特斯拉以低成本介入晶圆代工,这在台积电体系中几乎不可能发生。韩媒报导,三星内部设定2奈米良率目标为70%,预计2026年初达标,晶圆代工部门有望于同年转亏为盈。

此外,荷兰半导体设备大厂艾司摩尔(ASML)近期于德州奥斯汀为招募工程人员,工作内容为协助在三星厂区安装极紫外光(EUV)微影设备,协助三星生产2奈米,业内消息人士透露,三星泰勒厂(Taylor)已接近投产,正以自己的节奏追赶台积电。

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取自三星官网
取自三星官网

英特尔18A大反攻:IDM 2.0战略仍在舞台上

英特尔在2021年由季辛格(Pat Gelsinger)启动「IDM 2.0」战略,重启晶圆代工事业。虽然庞大投资造成财务压力,使季辛格在去年底被迫退休,但接任执行长的陈立武(Lip-Bu Tan)延续政策,并在「Intel Foundry Direct Connect 2025」宣布,将以「工程优先、伙伴驱动」为核心,推动英特尔成为全球最具信赖的代工伙伴。

英特尔18A制程日前终于亮相,将打造自家处理器Panther Lake,并于年底开始出货。18A制程还有两项衍生版本:18A-P与18A-PT,后者导入Foveros Direct 3D混合键合技术,可实现5微米以下晶片互连,锁定AI与高效能运算(HPC)应用。

英特尔同步释出Intel 14A制程设计套件(PDK)并启动试产合作,导入PowerDirect背面供电技术以提升能效。不过,陈立武坦言,过去投资过快、厂区分散导致利用率偏低,未来将以「已确认客户承诺」为前提推进制程,若不具经济效益将暂缓,展现新管理层更务实的财务纪律。

据传,英特尔获得微软询问,有望为其自研ASIC晶片生产,加上先前参与美国国防部RAMP-C计划,协助国防工业客户开发原型晶片,展现其在国防与先进制造链的战略地位。

同时,美国政府入股英特尔约10%、提供57亿美元补助,辉达(NVIDIA)亦斥资50亿美元入股,双方将合作开发多世代资料中心与PC产品。虽与晶圆代工业务关联有限,但这些策略结盟让英特尔重返美国半导体复兴的核心。

取自英特尔官网
取自英特尔官网

从技术到信任,「埃米时代」全面开战

2奈米竞赛的胜负,不只取决于技术,更关乎谁能在量产中维持稳定并赢得长期信任。台积电以稳健节奏巩固领先;三星凭创新力求突破,并持续找寻客户;英特尔虽然在重返晶圆代工路途走得艰困,但有国家资源挹注,以及多年来背负著亏损的压力,终于在18A制程取得一定成果,当AI、HPC与车用晶片需求激增,「埃米时代」的竞争将更加激烈。

工研院产科国际所产业分析师刘美君表示,全球仅有三家业者具2奈米量产能力,根据已经公布的资讯来看,台积电未来在2至6奈米的产能市占仍超过6成,稳居龙头。最终胜负,将不只是摩尔定律的延续,而是「全球信任曲线」的新起点。


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