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推迟+转单,2纳米竞争白热化

TechSugar  · 公众号  ·  · 2025-01-08 08:00

正文


自2022年以来,台积电和三星均已在3纳米制程节点上实现了量产。尤其是台积电,在2023年第四季度,其第二代3纳米工艺N3E进入量产阶段,第三代的N3P工艺根据台积电2024欧洲技术研讨会上透露,于2024年下半年进入量产阶段。


可以说,台积电的3纳米制程已经步入成熟阶段,业界开始将目光投向更先进制程节点技术,即2纳米。在2024年的IEDM大会上,台积电首次披露了其2纳米(N2)工艺的关键技术细节和性能指标。其中,相较于3纳米制程工艺,2纳米工艺的晶体管密度增加了15%,同等功耗下性能提升了15%,同等性能下功耗降低了24%-35%。


并且,在2纳米制程节点,台积电首次引入了全环绕栅极(GAA)纳米片晶体管,有助于调整通道宽度,平衡性能与能效。另外,2纳米工艺还增加了NanoFlex DTCO(设计技术联合优化),可以开发面积最小化、能效增强的更矮单元,或者性能最大化的更高单元。


当然,2纳米工艺制程所带来的技术优势远多于上述所列,但它目前所面临的短板也很明显,即高成本和低良率。


推迟


据台媒此前报道,台积电已在新竹宝山工厂启动了2nm工艺的试制,但目前的制造过程面临严重挑战。最重要的因素是良率仅为60%,这意味着约40%的半导体晶圆未达到质量标准,不得不被废弃。而且,业界普遍认为相应芯片良率需要达到70%或更高才能进入大规模量产阶段。此外,目前每片晶圆的成本已达到3万美元,属极高水平。结合低良率,芯片的实际制造成本是大幅上升的。


因此,苹果已决定推迟在下一代iPhone 17 Pro系列中使用台积电2纳米工艺的计划,预计实际实施时间将延至2026年的iPhone 18 Pro系列。


根据台媒分析,iPhone系列年出货量超过1亿台,其中Pro系列占相当比例。如果按照目前的2纳米制程良率开始量产,为确保足够的芯片数量,必须大幅增加计划的制造量,最后反而增加了成本。因此,苹果才决定推迟2纳米工艺的商用时间。


苹果不是唯一一家计划推迟导入2纳米制程的公司。据外媒近日报道,联发科已逐步将重心移向开发下一代天玑9500芯片。据悉,最初联发科也计划采用台积电2纳米工艺制造天玑9500芯片,但考虑到该工艺制程的高昂价格,最终也推迟引入2纳米工艺制程,转而选择采用台积电N3P工艺制程。


转单


除了上述两家台积电的主要大客户推迟引入2纳米工艺制程之外,近期也有消息称,出于产能和成本考虑,英伟达和高通正在考虑将旗下部分2纳米工艺订单从台积电转至三星。


虽然三星仍然挣扎在提升其3纳米制程良率的泥沼中,据此前有消息曝出,目前三星的第二代3纳米制程工艺的良品率只有20%左右,这直接导致了其很多主要客户转投台积电,包括高通、联发科,甚至是部分韩国本土企业。所以,三星在寻求改善3纳米制程工艺良率的同时,也在积极推进2纳米制程工艺的研发,试图实现“弯道超车”。


据韩媒报道,三星正对下代2纳米先进制程进行量产测试,且其初始良率超出了预期。三星计划于2025上半年启动2纳米的试生产,目标在明年内正式推出2纳米工艺。


而且,目前,三星已确认收到了日本PFN(Preferred Networks)的订单,后者将采用三星2纳米制程技术生产AI加速器。另外,一家韩国设计企业也确认将采用三星2纳米生产期NPU产品。还有消息称,美国的安霸(Ambarella)也向三星下单了2nm订单。


后续,英伟达和高通转单三星也不是不可能的事。


竞争白热化


对于三星而言,在3纳米制程技术上的落后已无法挽回,2纳米制程技术将是其关键一战,也可以说是不得不赢的一战。对于台积电而言,也是至关重要的一战。虽然此前台积电在工艺制程技术上多处于领先地位,但随着先进制程技术的不断推进,能够负担起昂贵代工价格的公司也越来越少,能多一个客户就意味着多一点收益。对于芯片设计公司而言,当然是选择越多越好,垄断就意味着更高的代工价格,且没有议价空间,如果三星能够在2纳米制程和台积电一较高下,对于芯片设计公司而言是一件好事。


此外,还有日本的Rapidus也将加入2纳米制程战局。据悉,Rapidus计划2025年春季完成2nm芯片的原型开发,并在2027年实现量产。Rapidus的CEO小池淳义还表示,尽管台积电在2纳米制程的量产时程上领先,但Rapidus有信心在制程进度上具有优势,并能快速提升良率和效能,追赶上台积电。


英伟达CEO黄仁勋此前也暗示,未来可能考虑委托Rapidus代工生产AI芯片,他强调供应链多元化的重要性,并对Rapidus的能力有信心。








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