
简单的一句话,背后是半导体技巧物理极限的一次重大年夜冲破,标记住台积电2nm级制程进入量产阶段,全球科技迈入了2nm芯片的新时代。

由“鳍”到“片”
与已经异常优良的N3E工艺比拟,N2技巧在机能与功耗方面实现了全节点的明显晋升:
两地并行扩产,展示出台积电在先辈制程芯片上的激进构造。
在同样功耗下,机能(速度)晋升10%–15%。
在同样速度下,功耗降低25%–30%。
这意味着我们手中的智妙手机、驱动AI世界的宏大年夜算力、以及将来一切智能设备,都即将迎来一场机能革命。

此前台积电已多次表示N2芯片将于2025年第四时度按筹划进入量产阶段,此举也意味着该项筹划现已兑现。
冲破3nm极限
据台积电官方介绍,其N2技巧采取了第一代纳米片晶体管(nanosheet transistor)技巧。
一切变革,都始于最微不雅的构造。
与此同时,英特尔正在其Intel 18A节点中引入RibbonFET(GAA晶体管)与PowerVia(后头供电)两项关键技巧。
以前十年,从22nm到3nm,芯片行业一向依附着一项名为“鳍式场效应晶体管”(FinFET)的关键技巧。
你可以把它想象成一栋栋竖起来的“小鳍”,电流就像在这些鳍片构成的通道里穿行,而栅极(Gate)从三面包裹着它,像一只手一样控制着电流的通断。
这个构造异常成功,曾支撑了摩尔定律的指数级迭代。
A16是台积电面向HPC/AI的下一步先辈制程(与N2家族在架构与生态上慎密相干)。
但当工艺切近亲近3nm,物理极限的墙壁也随之而来:
台积电的N2工艺采取了一项全新的革命性技巧——环栅(Gate-All-Around,GAA)纳米片晶体管(nanosheet transistor)。
假如说FinFET是栅极从“三面”控制电流,而GAA纳米片晶体管的栅极可以将全部电流畅道“四面”完全包裹起来。
该构造将本来的电流畅道由竖立的“鳍”变成了程度堆叠的“纳米片”,栅极可以从四面“360度无逝世角拥抱”通道,好处也是显而易见。
起首,它降低了功耗。
因为改良了静电控制,可以更精准地敕令数以亿计的晶体管“开启”或“封闭”,大年夜大年夜削减了漏电,从而在根本高低降了功耗。
其次,单位空间内可以实现更强的机能。
这种堆叠的纳米片构造,让工程师们可以在同样的空间里,塞下更多的晶体管,最终进步晶体管密度。
相对于纯逻辑电路的设计,N2P(N2系列的延长)工艺的晶体管密度比前代N3E晋升了约20%。
这注解芯片可以变得更小,或者在同样大年夜小下,集成更强大年夜的功能。
此外,N2还在供电收集中增长了超高机能金属-绝缘体-金属(Super-High-Performance Metal-Insulator-Metal,SHPMIM)电容器。
据台积电公开材料及媒体转述,SHPMIM相对前代电容容量密度晋升逾2倍,Rs/Rc降低约50%,从而进步了功率稳定性、机能和整体能源效力。
GAA纳米片晶体管负责从泉源“撙节”,SHPMIM电容器负责为机能“开源”,两者结合,合营成就了N2工艺在机能与功耗上的双重飞跃。
大志勃勃的量产蓝图
双线作战,剑指AI与将来
台积电将N2工艺的量产地选在了位于台湾高雄的全新工厂——晶圆二十二厂(Fab 22),以及紧邻其位于台湾新竹全球研发中间的晶圆二十厂(Fab 20)。
平日,一项新工艺的产能爬坡,会先从技巧相对成熟、尺寸较小的移动芯片开端,一步步摸索,步步为营。
但这一次,台积电选择了在高雄和新竹两座全新的晶圆厂扩充先辈制程产能。
这些先辈制程芯片很可能办事于高端智妙手机、高机能计算(AI/HPC)等多个范畴。
这是一次罕有的“双线作战”。
一边是苹果等巨擘每年需求量数以亿计的手机芯片,另一边是英伟达等客户设计的、尺寸巨大年夜、构造复杂的AI和办事器芯片。
同时驾驭这两种截然不合、且都对良率请求极为苛刻的产品线,其难度也将呈指数级增长。
台积电CEO魏哲家在十月份的财报德律风会议上表示:
位于台湾高雄的晶圆二十二厂(Fab 22)是台积电2nm制程的临盆基地
“N2进展顺利,将于本季度晚些时刻进入量产,且良率优胜。我们估计在智妙手机和高机能计算(HPC)、AI应用的推动下,2026年将实现更快的产能爬坡。”
支撑台积电这份自负的,是其背后排起长队的客户。
据市场广泛预期,N2将起首覆盖高端手机与HPC/AI等需求。
从苹果的下一代iPhone、Mac芯片,到英伟达、AMD的将来AI加快器,几乎所有顶尖科技巨擘都对N2工艺表示出了“浓厚兴趣”,同时开启两座晶圆厂的产能也就势在必行了。
这盘大年夜棋背后也泄漏了台积电对将来市场格局的精准构造:
智妙手机是根本盘,而AI与HPC,则是它将来十年最大年夜的增长引擎。
从N2P到A16
决胜将来十年的终局之战
魏哲家表示,台积电将在持续加强的计谋下,推出N2P作为N2家族的延长。
N2P在N2的基本长进一步晋升了机能和功耗表示,筹划于2026年下半年起进行量产。
它采取了超等电轨(Super Power Rail)后头供电技巧,重要针对复杂的人工智能和高机能计算处理器,同样筹划2026下半年起实现量产。
从N2的架构革命,到N2P的持续优化,再到A16引入的后头供电技巧,台积电的技巧路线图已经清楚,而其N2工艺进入量产,无疑是半导体行业的一个关键节点。
它标记住被誉为“后摩尔定律时代”最关键技巧之一的环栅(GAA)纳米片晶体管架构,已由行业引导者成功导入大年夜范围临盆。
这不仅巩固了台积电在先辈工艺制造范畴的领先地位,也为全球依附高机能计算的家当,从花费电子到人工智能,供给了下一阶段成长的坚实基本。
但引导这场先辈制程半导体比赛的并非台积电一家巨擘。
当台积电迈入2nm(N2)门槛时,其重要竞争者——三星与英特尔等也在同步推动新一代晶体管技巧。

2022年6月,三星宣布采取GAA架构成功量产3纳米制程芯片
早在台积电之前,2022年6月,三星宣布已在其3nm制程中率先将GAA(环栅)晶体管架构投入量产,成为全球首家在先辈制程节点上实现GAA商用的晶圆厂。
这一“抢跑”也表现了三星在尖端制程竞争上的技巧实力与计谋决心。
据报道,该节点已于2025年进入早期临盆阶段,并估计在2026年慢慢扩大年夜产能、实现更广泛的贸易化应用。

2025年10月,英特尔CEO陈立武在亚利桑那州Ocotillo园区亲自展示了代号为Panther Lake的Intel Core Ultra系列3处理器晶圆,这也是英特尔初次公开展示基于18A(1.8nm级)工艺节点开辟的客户端芯片。
英特尔18A与台积电N2虽同属GAA世代,但前者更激进,后者更稳健。
“小鳍”变得越来越薄,漏电现象就像一个无法堵住的洞穴,让功耗与机能的均衡也越来越难认为继。
英特尔以“RibbonFET+PowerVia”的组合推动机能与供电架构改革,率先应用于高复杂度CPU,试图鄙人一代制程比赛中先发制人。
而台积电则是先用N2实现量产办事于大年夜范围客户,而将进一步的技巧冲破放到N2P/A16等后续节点。
此次台积电N2节点的量产,更像是正式拉开了后FinFET时代、以GAA为核心的新一轮先辈制程技巧比赛的序幕。

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