在半导体制程技术的竞赛中,2奈米制程成为各大厂商争夺的下一个重要里程碑。台积电(TSMC)正在积极研发2奈米制程,於2024年开始试产,并计画於2025年实现量产。台积电将在2奈米节点引入GAA(环绕栅极)奈米片晶体管技术,这是从传统的FinFET转向新一代晶体管架构的重大转变。台积电也计划兴建2奈米晶圆厂,以满足未来的生产需求。
台积电在制程技术上一直保持领先,拥有稳定的制造流程和广泛的客户基础。与苹果、AMD、高通等大客户的紧密合作,使其在市场上具有强大的影响力。且需面对来自三星和英特尔在GAA技术上的竞争,加速技术研发和量产进度更为重要。
三星电子(Samsung Electronics)三星计划於2025年开始量产2奈米制程,并在2027年推进至1.4奈米。技术采用MBCFET(多桥通道FET)技术,这是三星对GAA晶体管的独特实现方式,利用奈米片以垂直方式堆叠,提升性能和能效。三星已於2022年成功量产3奈米GAA制程,为2奈米技术的开发积累了宝贵经验。率先在3奈米节点引入GAA技术,展示了其在先进制程上的创新能力。除自家产品外,积极争取高通、NVIDIA等客户,试图扩大晶圆代工市场份额。然而三星还需克服在制程良率和产能上的问题。
英特尔(Intel)於2024年推出Intel 20A制程(相当於2奈米),随後在2025年进入Intel 18A制程。技术上导入RibbonFET(英特尔版的GAA晶体管)和PowerVia(背面供电技术),希??在性能和功耗上实现突破。RibbonFET和PowerVia的结合,有??在晶体管结构和供电方式上带来革命性变化。另透过晶圆代工服务,试图重新夺回市场份额,与台积电和三星直接竞争。只是过去面临制程延迟的问题,市场对其能否按时实现2奈米技术仍存疑问。
三大厂商均从FinFET(鳍式场效应晶体管)转向GAA架构,以克服缩微制程带来的物理极限。台积电奈米片GAA,关注奈米片宽度的调节,达到性能与功耗的最隹平衡。三星MBCFET,采用垂直堆叠奈米片,提高通道数量和电流驱动能力。英特尔的RibbonFET,利用细长的“丝带”状通道,搭配PowerVia背面供电,减少干扰和寄生效应。
台积电依靠与顶级IC设计公司的长期合作,巩固市场领导地位。三星一方面为自家产品供应晶片,另一方面积极拓展代工业务。英特尔则开放制造业务,试图吸引更多客户,建立新的合作生态。
2奈米制程的技术难度和成本均大幅提升,需要克服新材料、新结构带来的制造难题。且如何在大规模生产中保持高良率,直接影响市场供应和盈利能力。2奈米制程的竞赛,不仅仅是制造技术的较量,更是整个产业链的综合比拼。随着制程进一步缩微,未来可能引入更多的新材料(如2D材料)、新元件结构(如隧穿场效应晶体管)等。另外包括EDA工具、IP核心、设计方法学需要同步升级,以支持先进制程的设计需求。而各国政府对半导体产业的支持和政策导向,也将对市场格局产生深远影响。
在这场2奈米制程的竞赛中,台积电目前处於领先地位,但竞争对手也在积极追赶。未来的技术突破、制程良率的提升以及市场策略的成功与否,都将影响竞争格局的演变。