【导读】据业内消息，晶圆代工大厂台积电近期已经启动了2nm试产的前置作业，将搭配导入最先进AI系统来实现节能减碳，并加速试产效率，预计苹果、英伟达（NVIDIA）等大厂都将会是台积电2nm量产后的首批客户。

台积电2nm技术进入试产阶段

消息人士透露，台积电为应对2nm试产前置作业，内部也开始调度工程师人力到竹科研发厂区做准备，预计召集千人以上的研发部队，初期会先在竹科建立小量试产生产线，目标今年试产近千片，试产顺利后，将导入后续建设完成的竹科宝山Fab 20厂，由该厂团队接力冲刺2024年风险试产与2025年量产目标。

对于传闻，台积电6月4日表示“不评论相关传闻”，但强调2nm技术研发进展顺利，预计2025年量产。

公开资料显示，台积电未来最先进的2nm生产基地会先是在竹科宝山Fab 20厂，该厂区为四期规划，后续还将扩至中科，共计有六期的工程。

台积电2nm制程将会首度采用全新的环绕闸极（GAA）晶体管架构。台积电此前在技术论坛中指出，相关新技术整体系统性能相比3nm大幅提升，客户群先期投入合作开发意愿远高于3nm家族初期，并可量身订做更多元化方案。

台积电此前已公布了2nm家族制程蓝图规划，将包括2025年量产的N2，主要为高性能计算（HPC）产品量身打造背面供电设计，将在2025下半年推出；另外，2奈米家族的N2P和N2X预计将在2026年推出。

供应链透露，台积电在客户们的迫切需求推动之下，2nm多项前期作业已展开，最关键是光刻计算方面，一改过去依赖于CPU的方式，将导入以英伟达的DGX H100的AI系统进行协助，大幅提升运算效率，并同步提升光罩产量，大幅减少服务器用电。

在今年的3月的英伟达GTC大会上，英伟达就发布了一项面向芯片制造行业的突破性技术——NVIDIA cuLitho计算光刻库，可以将计算光刻加速40倍以上，使得2nm及更先进芯片的制造成为可能。

“计算光刻是芯片设计和制造领域中最大的计算工作负载，每年消耗数百亿CPU小时。大型数据中心24x7全天候运行，以便创建用于光刻系统的掩膜板。这些数据中心是芯片制造商每年投资近2000亿美元的资本支出的一部分。”黄仁勋表示，cuLitho能够将计算光刻的速度提高到原来的40倍。举例来说，英伟达H100 GPU的制造需要89块掩膜板，在CPU上运行时，处理单个掩膜板需要两周时间，而在GPU上运行cuLitho只需8小时。

当时黄仁勋就表示，全球最大晶圆厂台积电、全球光刻机霸主ASML、全球最大EDA巨头新思科技（Synoposys）均参与合作并引入这项技术。该软件正被集成到台积电的设计系统中，台积电将于6月开始对cuLitho进行生产资格认证。

2nm:硅芯片的最后一战

新思科技的研究专家Victor Moroz表示，硅晶体管的能力有限，它很有可能只能安全微缩到2nm，换句话说，也就是2nm将是硅芯片的最后一战。

现在，台积电、三星和日美政府都在朝着2nm制程进发，这三者到底谁能独占鳌头呢？

照现在的市场需求来看，谁先抢占2nm市场，谁就拥有了半导体供应链的主导权，这也就意味着，它不仅可以在科技领域独占鳌头，让苹果、英伟达、高通等等高科技企业趋之若鹜，还可以率先成为5G、AI、自动驾驶等等领域的核心供应商。

目前看来，台积电的优势最大，身为芯片产业的龙头企业，台积电在封装互联和材料方面处于绝对的顶尖地位，有消息称，台积电已经在研究二维材料了，这比传统的硅材料更适应2nm之后的先进制程。

不过台积电也有自己的劣势，他们在晶体管结构方面的技术，一直不如三星。

芯片做的越精密，塞进去的晶体管就越多，电极也会因为要压缩空间，而越来越细，这就很容易导致电流“漏出”，你可以简单理解为漏电。

为了解决这个问题，台积电在此次研制2nm进程中，使用了新的GAAFET结构，它可以将漏电的电极包裹住，但三星早在三年前就在使用这个结构了，并且三星现在还和IBM推出了两种新的晶体管结构，纳米片MBCFET和垂直晶体管VTFET。

虽然目前还没有实现量产，但三星在这方面的技术的确是顶尖的。

除了上述两点，光刻机也是两家必争之地，尤其是三星，据韩联社报道，三星电子副会长李在镕就计划亲自前往荷兰，采购光刻机等设备。

除此之外，要争抢2nm市场的还有日美联合制造基地，今年6月中旬，日媒就报道说，他们将和美国一起联合建成2nm芯片制造基地，预计25年建成。

虽然目前没有什么确实的消息，但日本本身就有芯片核心材料优势，美国又有科技优势，真的要合作，也是能和台积电、三星他们拼一拼的。

2nm的技术战已然打响，各方企业不仅疯狂投入上千亿资产，还卯着劲在芯片的核心技术上实现创新，三星势头最猛，但根基不稳，台积电根基稳，但处处受美国限制，美日联合有雄厚的资本，也有丰富的原材料，但却是实打实从头开始。

3nm即将迎来放量

芯片行业下游需求低迷确实是不争的事实。2022年伴随手机、PC、平板等消费电子产品的出货量持续下滑，半导体行业进入下行周期。

台积电也无法摆脱市场的不景气，财报显示今年一季度公司营收和净利润均环比大幅下滑。但在财报电话会上，台积电CEO魏哲家表示，3nm先进制程芯片将在下半年放量，依托于人工智能的芯片需求将增长，公司发展将迎来新的机遇。

在此次股东会上，刘德音更是强调了先进的封装技术是台积电价值增长的关键，而AI带来了对先进芯片的更多需求：

台积电75%的研发预算用于先进技术，25%用于特殊技术。生成式AI的蓬勃发展为台积电增加了更多订单。台积电正准备增加产能以满足AI带来的需求，预计AI在终端设备领域的需求会增加。

隔夜美股台积电收跌0.9%至约98美元，今年以来台积电美股累计涨幅达31.63%，远超标普500指数超11%的涨幅。

毫无疑问，台积电先进制程芯片需求的激增与市场对于英伟达的GPU的需求爆炸有着密不可分的关系。

两家企业的关系可追溯到1990年代中期。成立不久的英伟达为芯片代工企业而发愁。英伟达CEO黄仁勋找到了当时在半导体代工领域不断突破的台积电的创始人张忠谋。从此两家企业的联系就此建立。

伴随着生成式AI的爆火，市场对英伟达GPU芯片的需求也水涨船高，英伟达正不断向台积电追加订单。此前有媒体称，英伟达向台积电追加 CoWoS（晶圆级芯片）封装订单，在2023预定量基础上，再追加1万片，以满足需求。

目前，台积电已将生产英伟达AI GPU列为“超级急件”，订单已满至年底。

来源：贤集网

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