2纳米工艺成为延续摩尔定律的核心环节,相比3纳米技术,晶体管密度提高20%至30%,在同等性能下能耗下降25%到30%,这将直接促进人工智能服务器和智能手机等终端设备的性能飞跃。
近期,三星电子已完成全球首个2纳米移动平台Exynos 2600的研发,预计在9月底启动量产。该芯片将应用于明年年初推出的Galaxy S26系列高端智能手机。
联发科于9月16日宣布,其2纳米旗舰系统芯片已完成设计流片,计划在2026年底投入量产并上市,代工方为台积电。
行业预测显示,苹果也将在2026年推出基于2纳米工艺的芯片,同样由长期合作伙伴台积电负责生产。
2025年下半年,2纳米技术正加速迈向商业化阶段。
在先进制程的竞争中,良率成为关键因素。除了传统厂商,日本企业Rapidus也加入2纳米战局。
2纳米工艺是否会成为半导体制造的转折点?
2纳米量产进程动态
各大代工厂在量产进度上持续角逐。
三星电子计划从9月起调配人员,在泰勒工厂建立代工产线。工程师将分两批部署,分别在9月和11月。同时,公司已订购产线建设所需设备,目标在2025年下半年开始2纳米芯片生产。
台积电自2025年4月1日起接受2纳米订单。随着苹果加速转向2纳米工艺,明年的A20芯片很可能首发采用台积电2纳米技术。
作为行业领导者,台积电已完成2纳米工艺的试产准备。新竹P1工厂已结束试产进入量产阶段,P2工厂生产线就绪,两厂合计月产能达3万至3.5万片晶圆。高雄P1工厂近期投产,月产能1万片,P2工厂预计年底试产,总月产能约3万片。四座工厂2纳米产线月产能将提升至6万片晶圆。
日本新锐企业Rapidus于2025年7月完成首片2纳米GAA晶圆试制,采用ASML极紫外光刻机,电气性能达标。公司预计2027年IIM-1工厂月产能可达2.5万片晶圆。
2纳米技术实力对比
从技术层面分析。
台积电N2系列采用纳米片晶体管技术,结合背面供电网络提升性能。这是台积电首次在2纳米芯片中应用环栅架构,相比3纳米工艺,性能提升10%至15%,功耗降低25%至30%,晶体管密度增加15%。
TechInsights分析显示,台积电N2工艺高密度单元晶体管密度达每平方毫米3.13亿个。
三星同样采用GAA结构和背面供电技术,并可能引入二维材料和共封装光学技术。
Rapidus的2纳米技术与IBM合作开发,采用GAA架构,但创新性地集成两种不同栅极缩减层工艺。
根据Rapidus公布的2HP节点数据,逻辑密度约为每平方毫米2.37亿个晶体管,与台积电N2工艺的2.36亿个相近。
在2纳米产品实际应用前,技术路线相似性较高,市场胜负将取决于客户获取能力。
客户资源方面。
台积电已获得头部客户订单,包括苹果、AMD、高通、联发科、博通和英特尔等。预计2026年大幅增产,2027年新增亚马逊Annapurna Labs、谷歌、Marvell和比特大陆等客户。
台积电2纳米晶圆定价3万美元,比3纳米高出50%至66%,且不议价。分析认为这是通过控制需求优化产能分配。
三星近期与马斯克合作开发AI芯片,Exynos 2600成为代业务示范。测试显示其性能接近高通骁龙8 Elite Gen 2,并改进散热模块提升稳定性。
Rapidus凭借股东网络拓展客户,2025年1月与博通合作试产2纳米芯片,日本AI企业Preferred Networks和Sakura Internet也成为客户。尽管有猜测英伟达可能合作,但官方表述仅为供应链多元化。
Rapidus市场定位专注于专用芯片,如机器人、自动驾驶和远程医疗领域。
服务模式比较。
台积电在2纳米节点提供CyberShuttle服务,允许客户共享测试晶圆,降低设计成本并加速验证。
三星采取价格竞争策略,先以优惠价格吸引客户,再逐步提升良率。
Rapidus推出单晶圆工艺,承诺设计到产出周期缩短至50天,紧急需求可压缩至15天交付。
2纳米市场潜力
研究指出,台积电3纳米晶圆价格已涨至1.8万美元,十年增长两倍。2纳米更高定价反映尖端技术稀缺性。AI应用和数据中心需求激增,将推动2纳米芯片市场扩张。
Marvell发布业界首款2纳米定制SRAM,性能提升至6Gbit,功耗降低66%,运行频率达3.75GHz,助力AI集群能效优化。
通过2纳米技术,SRAM可与逻辑芯片集成。来源:Marvell Technology
产业链受益者
光刻机巨头ASML成为关键赢家。
台积电2024年下半年导入高数值孔径EUV设备,推进2纳米工艺。ASML独家生产该设备,年产量仅5至6台,单台成本超3.5亿美元。新技术将数值孔径从0.33提升至0.55,实现更精细电路并提高良率。
三星2纳米试产良率目前30%至50%,落后于台积电的60%以上,计划扩展高NA EUV设备缩小差距。
英特尔优先获得6台EXE:5200设备,SK海力士首家在生产中部署EXE:5200B系统。ASML宣布2025年量产该设备,加剧技术竞争。
总体来看,台积电保持技术领先,三星以灵活策略争取市场,Rapidus聚焦细分领域。2纳米制程竞赛结果或于2026年明朗。