摘要：在半导体产业的发展历程中，芯片制程工艺的不断突破始终是推动行业前行的核心动力。2025 年，作为先进制程代工厂交付 2nm 及以下工艺的关键时间点，2nm 芯片工艺无疑成为了全球半导体产业瞩目的焦点。随着时间的稳步推进，那些在 2nm 工艺赛道上奋勇争先的 “
在半导体产业的发展历程中，芯片制程工艺的不断突破始终是推动行业前行的核心动力。2025 年，作为先进制程代工厂交付 2nm 及以下工艺的关键时间点，2nm 芯片工艺无疑成为了全球半导体产业瞩目的焦点。随着时间的稳步推进，那些在 2nm 工艺赛道上奋勇争先的 “先行者们”，如今进展如何？它们的一举一动，不仅关乎自身的市场地位，更将深刻影响全球半导体产业的未来格局。
台积电，作为全球半导体制造领域的领军企业，在 2nm 芯片的研发和量产进程中一直牢牢占据着行业领先地位。近期，台积电方面透露，其 2nm 工艺技术进展态势良好，将依照计划在今年下半年正式开启量产。更为引人注目的是，在产能规划上，今年年底前有望实现 5 万片的产能规模，甚至存在冲击 8 万片台阶的可能性。早在 2024 年第一季度，台积电便在新竹宝山晶圆厂（Fab 20）成功搭建起 2nm 制程的先导生产线，并且在良率提升方面取得了显著成效，目前良率已达到 60%。这一成绩的取得，不仅为其后续的量产工作奠定了坚实基础，也进一步巩固了其在全球半导体制造领域的领先优势。
然而，在技术和产能不断取得突破的同时，台积电也面临着诸多挑战。其中，成本问题成为了横亘在其面前的一座大山。据相关机构估算，2nm 制程的制造成本相比 3nm 制程将大幅上涨高达 50%，这直接导致 2nm 晶圆的价格飙升至 3 万美元 / 片，而 3nm 制程的成本相较于 7 纳米已经翻倍。建造一座月产能 5 万片 2 纳米晶圆的工厂，预计需要投入约 280 亿美元，而 3 纳米工厂的建设成本为 200 亿美元。如此高昂的成本，对于台积电而言，如何在保证产品质量和产能的前提下，有效降低成本，提高生产效率，将是其在 2nm 工艺商业化进程中需要重点攻克的难题。
三星，作为全球半导体产业的重要参与者，在 2nm 工艺领域同样不甘落后。三星宣称，其新一代自研移动处理器 Exynos 2600 将采用自家的 2nm 工艺（SF2）进行代工生产。目前，该工艺的试产工作已取得阶段性成果，初始良率达到了预计的 30%。为了确保能够按时实现量产，三星正不惜投入大量的人力、物力和财力资源。
在技术创新方面，三星积极引进所谓的晶背供电（BSPDN）先进制程技术，该技术通过将电源互连移至晶片背面，有效提升了功率、性能和面积，能够广泛应用于 AI 芯片和高效能运算领域。相较于第一代的 2 纳米制程，该技术显著降低了电压。此外，三星还大力宣扬全环绕栅极晶体管（GAA）架构，随着芯片制程不断向更精细的方向发展，甚至逐渐逼近物理极限，GAA 架构被视为继续为 AI 制造更强大芯片的关键因素。虽然台积电等竞争对手也在积极布局 GAA 芯片的研发，但三星凭借起步更早的优势，计划在今年下半年实现应用 GAA 的第二代 3 纳米芯片的量产。
英特尔，曾经的半导体行业巨头，在芯片制程工艺的竞争中一度陷入困境，但如今正全力追赶。英特尔在官网上公开了其最尖端的 Intel 18A 制程工艺的详细介绍，并自信地宣称该工艺已经 “准备就绪”。英特尔的 18A 技术是其首个依靠环绕栅极 RibbonFET 晶体管以及名为 PowerVia 的背面供电网络的商业制造工艺。其中，PowerVia 技术具有独特优势，能够将标准单元的利用率提高 5 - 10%，这是台积电 2 纳米技术所不具备的。
新的节点还将成为英特尔首个与行业标准电子设计自动化（EDA）工具以及第三方供应商 IP 兼容的尖端工艺技术，并将向英特尔代工厂的外部客户开放。这一举措对于英特尔的芯片代工业务而言至关重要，它将有力证明英特尔具备提供尖端芯片制造能力的实力。据市场消息透露，英特尔可能会在即将推出的移动终端芯片 Panther Lake 以及 Clearwater Forest Xeon 服务器 CPU 上首次集成 18A 技术，因此，内部应用该技术将是英特尔短期内的首要任务。英特尔的 18A 制程工艺一旦成功实现量产，有望打破当前高端芯片代工市场台积电一家独大的局面，为全球半导体产业带来新的竞争格局。
日本晶圆代工初创企业 Rapidus 在 2nm 工艺领域也展现出了强劲的发展势头。Rapidus 表示，其 2nm 晶圆厂的建厂进度十分顺利，将于 4 月 1 日正式开始试产 2nm 芯片，并计划在 2027 年实现量产。尽管 Rapidus 作为一家新兴企业，在技术积累和市场份额方面与台积电、三星等行业巨头相比存在一定差距，但凭借着日本在半导体材料、设备等领域的深厚底蕴，以及政府的大力支持，Rapidus 在 2nm 工艺的研发和量产进程中也取得了不少阶段性成果。
Rapidus 的入局，不仅为日本半导体产业的复兴注入了新的活力，也为全球半导体产业的竞争格局增添了新的变数。在未来的市场竞争中，Rapidus 能否凭借其独特的技术优势和成本控制能力，在 2nm 芯片市场中分得一杯羹，值得业界持续关注。
随着全球各大半导体企业在 2nm 芯片工艺领域的不断推进，整个半导体产业即将迎来一场深刻的变革。从技术层面来看，2nm 芯片工艺的成熟将推动芯片性能实现质的飞跃。与 3 纳米芯片相比，2 纳米芯片在同功耗下性能可提升 10 - 15%，同性能下功耗降低 25 - 30%，这将为人工智能、高性能计算、5G 通信等新兴技术的发展提供更为强大的算力支持。
在市场竞争方面，2nm 芯片工艺的量产将加剧全球半导体企业之间的竞争。台积电、三星、英特尔等企业在该领域的角逐，不仅关乎自身的市场份额和盈利能力，也将促使整个行业加速整合和洗牌。同时，随着日本 Rapidus 等新兴企业的加入，市场竞争将变得更加多元化，这对于消费者而言，有望带来更多高性能、低价格的芯片产品。
然而，2nm 芯片工艺的发展也面临着诸多挑战。除了前文提到的成本问题，技术瓶颈、人才短缺、供应链安全等因素也将制约着行业的发展。在技术瓶颈方面，随着芯片制程工艺逐渐逼近物理极限，如何在保证芯片性能的同时，有效解决芯片的散热、漏电等问题，成为了科学家和工程师们亟待攻克的难题。在人才短缺方面，半导体行业对于高端技术人才的需求极为旺盛，而全球范围内半导体专业人才的供给相对不足，这在一定程度上影响了企业的研发和生产进度。在供应链安全方面，半导体产业的供应链体系复杂且全球化程度高，地缘政治、贸易摩擦等因素可能导致供应链中断，给企业的生产经营带来巨大风险。
展望未来，2nm 芯片工艺将成为全球半导体产业竞争的核心战场。各大企业需要在技术创新、成本控制、人才培养和供应链管理等方面持续发力，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。同时，政府和行业协会也应发挥积极作用，通过制定相关政策、加强行业标准制定和国际合作等方式，为半导体产业的健康发展营造良好的环境。相信在各方的共同努力下，2nm 芯片工艺将推动全球半导体产业迈向新的发展高度，为人类社会的科技进步和经济发展做出更大的贡献。
来源：人工智能学家
