对决拉响2nm！

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尽管 3nm 方兴未艾，但围绕着它 2nm 技术争夺战已正式开始。

在今年 2 据韩媒报道，月份 Sedaily 报道，称 Samsung 正在积极推进 2nm 技术，并且已经讨论过高通和 Samsung 的 LSI 部门生产原型商品，目前有一款未命名的商品。 Exynos 也许正处于初期测试阶段；三月份，Marvell 宣布扩大与台积电的合作，为加快基础设施优化，开发行业首次生产。 2nm 技术平台半导体。

这个月，苹果首席运营官杰夫 · 威廉姆斯 ( Jeff Williams ) 被曝光低调访问台积电，此行的主要目的是确保公司 2nm 产能供应。

看到这一点，三大晶圆代工厂台积电，三星和 Intel 正在围绕 2nm 明争暗斗，日本新兴晶圆厂 Rapidus 又跃跃欲试，跃跃欲试。

台积电，如期量产

以台积电为中心 最近有很多关于2nm的传闻。

但是，据台湾媒体工商时报报道，台积电工艺开发副总经理张晓刚正在 5 月 23 “日本论坛上说，” 2 纳米技术开发进展顺利”，“按计划” 2025 大约一年就可以实现量产”，从而反驳说“台积电会因为技术问题。 2 纳米工艺全面量产推迟 2026 “年”的猜测。

官方网站介绍了台积电 2nm 随着先进逻辑技术的不断突破，台积电已经远远超过了先进逻辑技术的拓展边界。 FinFET，完成了 2 以纳米片晶体管为特色的一流逻辑技术，纳米节点的商业化。台积电行业处于领先地位 N2 技术水平极低 Vdd 特别适合移动和可穿戴的性能。此外，N2 超薄堆叠纳米片为 HPC 带来了全新的节能计算水平。为了进一步提高性能，还会增加背面电源轨。

台积电认为，对于想利用纳米片技术前所未有的优势来释放前所未有的创新能力的客户来说，台积电 N2 技术是一种战略选择。

台积电还在4月份的北美峰会上披露了 2nm 更详细的计划。

根据当时台积电所说，公司有望 2025 下半年开始在第一代下半年开始。 GAAFET N2 在节点上批量生产芯片， N2P 将在 2026 年末接任 N2 ——虽然没有以前公布的背面供电功能。同时，整个 N2 全新的台积电系列将增加。 NanoFlex 该功能允许ic设计者从不同的库中混合和匹配模块，以优化性能、功率和面积 ( PPA ) 。

有关报道称，在这次峰会上，台积电的一个重要公告就是台积电。 NanoFlex 技术，这项技术将成为公司的完整。 N2 系列生产节点(2 纳米、N2、N2P、N2X）的一部分。NanoFlex 它将使ic设计师能够从不同的库(高性能、低功耗、高面积、高效率)混合和匹配同一个设计中的模块，从而使设计师能够微调ic设计来提高性能或降低功耗。

现代台积电 N3 制造技术已支持类似的功能。 FinFlex，这个功能也允许设计者从不同的库中使用模块。但由于 N2 依赖于全栅 ( GAAFET ) 纳米晶体管，所以 NanoFlex 为台积电提供了一些额外的控制:首先，台积电可以优化通道总宽度，提高性能和功率，然后构建短模块(提高面积和功率效率)或高模块( 15% 的性能）。

台积电强调，公司的 N2 将在 2025 每年进入风险生产，并于 2025 每年年底进入批量生产 ( HVM ) ，所以看起来我们会在那里 2026 年看到 N2 零售设备上出现了芯片。与 N3E 台积电的估计与之相比 N2 将在相同的功率下提高性能。 10% 至 15%，或者在相同的次数和复杂性下降低功耗。 25% 至 30%。对芯片密度而言，代工厂正在考虑提高密度 从当代标准来看，15%是一个很好的拓展水平。

继 2nm 之后，性能强化型 N2P 以及电压加强型 N2X 将在 2026 年问世。尽管台积电曾经说过 N2P 将在 2026 每年增加背面供电网络 ( BSPDN ) ，但是看上去情况并非如此，N2P 常规供电电路将被使用。理由尚不清楚，但是看起来公司决定不做。 N2P 添加昂贵的功能，而是将其保留到下一代节点，这个节点也将是 2026 在年底向客户提供。

不过，2nm 仍然有望在电源方面实现一项重大创新：超高性能金属 - 绝缘物 - 金属 ( SHPMIM ) 电容器，这些电容器的加入是为了提高电源的稳定性。SHPMIM 电容器的容量密度是目前台积电极高密度金属 - 绝缘物 - 金属 ( SHDMIM ) 电容的两倍多。另外，与上一代产品相比，新产品 SHPMIM 电容层析电阻 ( Rs，单位是欧姆 / 平方 ) 和埋孔电阻 ( Rc ) 减少了 50%。

为了生产 台积电在2nm上规划了几家工厂。

据今年年初的报道，台积电正计划在台湾省建设两座能够生产的城市。 N2 芯片制造商。第一个工厂计划位于新竹县宝山周边，紧邻开发。 N2 技术和后续技术建立起来的 R1 研发中心。这家工厂预计将在这里 2025 下半年开始批量生产。 ( HVM ) 2nm 芯片。可以生产第二个座位 N2 芯片厂将位于高雄科学园区，是高雄周边南台湾科学园区的一部分。该工厂的 HVM 预计启动时间稍晚一些，可能是 2026 年左右。

另外，台积电也在努力获得政府的批准，在台中科学园区建造另一座有政府批准的公园。 N2 能力工厂。假如公司在 2025 该设施于2008年开始建设，该工厂最早可以在 2027 每年投入使用。

当然，获得美国政府补贴的台积电也将在那里生产 2nm。根据原计划，除了之前宣布的晶圆厂，台积电在美的第二个晶圆厂 3nm 除了技术之外，还将选择世界上最先进的纳米片晶体管生产。 2nm 工艺技术，并将于 2028 年度生产开始。将采用第三个晶圆厂 2nm 或者更加先进的工艺生产芯片， 2020 生产于年底开始。

三星，从容应对

第一次大规模生产 3nm 晶圆厂，三星在 2nm 方面也是从容应对。第一，是台媒 Digitimes 的传言。

根据报道，三星电子将其作为第二代。 3nm 工艺改名为" 2nm “工艺”，预计将于 2024 2008年下半年开始量产。

虽然早在 2023 年底有传言说三星要把第二代放在第二代。 3nm 工艺改名为 2nm，但 ZDNet Korea 引用业内人士的话报道称，三星已经开始通知客户和合作伙伴，并将在 2024 年初将“第二代” 3nm “工艺”改名为“ 2nm 工艺"。

据业内人士透露，他们已收到三星关于改名的通知，因此需要重新签订合同。

分析认为，更名可能有助于三星营销其代工服务。这已经不是三星第一次更名其制造工艺了。2020年 年，在从 7nm 转换到 5nm 过程中，三星将“第二代” 7nm “工艺”改名为“ 5nm 工艺"。

三星于 2022 年 6 月度全球率先量产采用全栅极栅。 ( GAA ) 工艺的 3nm 芯片。该公司计划在这里 2024 第二代年开始大规模生产 3nm 工艺，并于 2025 年开始量产 2nm 工艺。改名之后，三星可能会整合第二代 3nm 和 2nm 工艺。根据推测，三星最早可能是 2024 2008年下半年开始量产 2nm 芯片。

美媒 Tomshardware 报告中提到，三星代工厂将在报告中提到。 6 月举办的 VLSI 在研讨会上详细介绍了其采用的全栅 ( GAA ) 晶体管的第三代工艺技术。这种技术叫做 SF2，将成为该公司的第一家公司 2nm 等级制造技术。该节点预计将显著提高性能和效率。

根据公司自己的描述，即将到来的节点将通过独特的外延和集成技术，进一步完善三星多桥通道场效应的晶体管结构。这将使它能够提高晶体管的性能 11-46%，基于未指定的 FinFET 与工艺技术相比，可变性降低 同时将泄漏减少26%左右。 50%。

三星在描述中写道：“第三代通过引入独特的外延和集成技术， MBCFET(SF2)能充分发挥产品特性，从而最大限度地提高围绕优势的围栏，解决商品收益和缩放问题 GAA 结构性冲突问题。"三星说，SF2 狭窄的晶体管可以使用（N 型号)性能提升 29%，将 P 型号性能提升 46%，各自提高宽晶体管的性能。 11% 和 23%。此外，与 FinFET 与技术相比，它可以减少晶体管的整体变化。 将商品漏电减少26%左右。 50%。通过与客户一起加强设计技术，这个过程也可以共同提升 ( DTCO ) 合作，为未来技术进步奠定基础。

韩媒 Business Korea 更有报道称，三星不仅突破了技术界限，而且加强了技术界限。 2nm 等级制造技术的生态系统。这家公司正在与之合作 50 多种知识产权 ( IP ) 合作伙伴合作，拥有 4,000 多个 IP 。但是由于很明显的原因，只有少数是针对的。 GAA 尤其是节点 SF2。同时，今年早些时候，三星和 Arm 签署协议，共同改进协议 Cortex-X 和 Cortex-A 满足三星全栅极晶体管制造技术的核心。

据报道，三星表示，SF2 设计基础设施（PDK、EDA 工具授权 IP）将在 2024 第二季度完成。三星的芯片开发合作伙伴一旦完成，就可以开始为这个生产节点设计商品。

因此，三星有望在今年开始使用它的第二代。 3nm 等级制造工艺(称为 制造芯片的SF3。第一代三星 3nm 级节点 SF3E 由于该公司主要利用该技术生产数字货币挖掘芯片，所以并不特别成功。但是三星希望它。 SF3 该节点可以得到更广泛的应用，包括更复杂的设计，包括数据中心产品。

根据报道，三星将在那里 2025 每年开始大规模生产移动应用程序 2 纳米工艺，并存 2026 年推动 2 在超级计算机和计算机市场中应用纳米技术。（HPC）芯片，到 2027 年，2nm 技术将应用于汽车芯片。

值得注意的是，SF2 也许是第一个引入背面供电的三星代工厂节点。据报道，三星代工厂已经在两个模型中 ARM 在芯片上进行测试 BSPDN 技术方面，结果芯片尺寸各自缩小 10% 和 性能和效率提高了19% 9%。这份报告还表示，测试结果超出了公司的性能目标。

关于三星的 2nm 晶圆厂，作者没有发现太多信息。但是有报道称，该公司计划到达。 2047 一个“大型集群”半导体项目年度在韩国首尔附近的总投资 500 万亿韩元（3710 亿美元)，该公司希望在这里生产 2nm 芯片。据报道，这个集群包括 13 家庭芯片厂和 3 一个研究设施，将跨越京邈道的几个城市。

和台积电一样，获得美国补贴的三星也将在大洋彼岸生产 2nm 芯片。据报道，三星将在德克萨斯州泰勒市建设一个新工厂，该工厂将在 2026 年开始生产尖端产品 2nm 芯片。

英特尔，充满信心

英特尔多年来一直落后于先进技术。 2nm 上边则充满信心。

Intel CEO Pat Gelsinger 去年年底接受采访时说，自己的家人 18A 制程（1.8nm）比台积电领先 在这一块，N2 2 今年没有对手。英特尔高级副总裁 Sanjay Natarajan 更是 透露，该公司将采用 20A 该工艺“推进微型化”，今年将投入生产。

有关报道称，该节点有望完全改变 IFS 产品组合和半导体产业。20A 预计节点将采用全新的节点 RibbonFET 替代现有的晶体管 FinFET 结构。同时，该节点还将提供新的互联创新，即 PowerVia。

五月份的财务报告电话会议 Pat Gelsinger 重申，公司第一代全栅极栅 ( GAA ) RibbonFET 工艺，即 intel 预计今年将推出20A。后续产品是 intel 18A，他说，英特尔 18A 将在 2025 2008年上半年投入生产，商品也将在不久之后上市。

英特尔是英特尔五年四代工艺的最后一个节点， 18A 技术是公司的分水岭，人们对它寄予希望。英特尔表示，这将使其在多年的性能上首次超越竞争对手，这意味着英特尔将回到半导体工程的巅峰。

具体到技术方面，根据 IEEE 据报道，英特尔今年推出的报道 20A 工艺（先于 18A 技术)给芯片制造业带来了一个主要特点，那就是背面供电。英特尔也将成为第一家将背面供电引入商业芯片的芯片制造商。根据英特尔去年夏天发布的数据，只有一个背面供电提高了性能。 6%。

英特尔 18A 英特尔技术背面的供电网络技术 20A 芯片技术基本一致。但是，这种技术是存在的 Clearwater Forest 在中间得到了更多的应用。即将推出的 CPU 基片中包含了所谓的“电压调节器”（on-die voltage regulator）。接近电压调节器驱动的逻辑表明逻辑可以更快地运行。距离越小，调节器可以更快地响应电流需求的变化，同时消耗更少的电能。

由于逻辑芯片采用背面供电，电压调节器与逻辑芯片之间的连接电阻要低得多。与此同时，电源埋孔技术与 Foveros 叠加为英特尔提供了一种非常有效的连接方式。

这家芯片制造商除了背面电源外，还使用英特尔。 20A 过程转向另一种晶体管结构：RibbonFET。RibbonFET 它代替了纳米片或全栅晶体管。 FinFET（自 2011 到目前为止，年已经存在 CMOS 主晶体管)。借助英特尔 18A，Clearwater Forest 逻辑芯片将采用第二代逻辑芯片 RibbonFET 工艺制造。根据英特尔的说法，尽管这些设备本身与英特尔有关 20A 中间推出的设备没有太大区别，但是设备的设计更加灵活。

这种灵活性意味着标准单元(设计师可以用来构建系统的基本逻辑块)可以包含不同属性的晶体管。这使得英特尔可以开发一个“增强库”，包括比英特尔 20A 标准单元工艺更小，性能更好或更有效。

据报道，英特尔的用户已经表示支持英特尔的系统代工服务，微软董事长兼首席执行官萨蒂亚 · 纳德拉在 Intel Foundry Direct Connect 会上宣布，微软计划选择英特尔。 18A 由英特尔设计的工艺制造芯片。

在英特尔的计划中， 另外一点不同于另外两个竞争对手，那就是他们率先使用它们。 ASML 最新的 High NA EUV 光刻机。英特尔代还表示，该公司已经收到并组装了行业内第一个高数值孔径 ( High NA ) 极紫外 ( EUV ) 光刻系统。新型工具能大大提高下一代Cpu的分辨率和功能扩展能力，使英特尔代工厂能够在英特尔 18A 今后继续保持技术领先水平。

英特尔认为，高数值孔径 EUV 是 ASML 下一代光刻系统是在与英特尔合作几十年后开发的。这是一个高数值孔径 EUV 先锋，英特尔代工厂将能够为芯片制造提供前所未有的精度和可扩展性。这将使英特尔能够开发具有最具创新性和能力的芯片。

根据透露，这个台由 ASML 供给的 TWINSCAN EXE:5000 High-NA EUV 微型电影设备，将开始多个校正步骤，预计在 2027 年度启用，率先使用 Intel 14A 制程。

早战1nm，早战

正如文章开头所说，除上述三个晶圆厂外，日本 Rapidus 也逐渐成为 2nm 新的技术力量。他们今年年初表示，公司位于北海道千岁市 2 nm 芯片厂建设工程顺利，试生产线将按计划进行。 2025 年 4 月亮启用，并且有信心可以一步一步实现。 2027 年度量产目标。

与此同时，他们透露，公司有兴趣开发 1nm 工艺。这一未来工艺当然也成为三大晶圆厂的新目标。

据 Business Korea 据报道，三星将于6月公布其最新技术路线图，据报道， 1nm 量产计划从 2027 年提前到 2026 年。据报道，三星的 SF1.4 过程将与台积电相结合 1.4nm 工艺竞争，原本计划于工艺竞争 2027 2008年开始大规模生产。现在，这家公司似乎做了更新，提前计划。

对台积电而言，计划在台积电方面。 2027 年达到 A14 节点，并在 2030 年达到 A10 节点，即 1nm 工艺芯片。届时，选择台积电 3D 芯片晶体管的封装技术数量将超过 1 万亿个，而采用传统芯片晶体管的封装技术数量将超过 2000 亿次。

根据 Intel 最新路线图，Intel 14A 提前至 2026 年，并于 2027 每年增加新的工艺，也就是 1 纳米（Intel 10A）。然而，英特尔并没有透露 10A 每个节点都有细节，但至少可以提高双位数的功耗和性能。英特尔 CEOPat Gelsinger 曾经说过，新工艺改进临界点约约 14%~15%， 10A 与 14A 也许还会有这样的改善。

根据英特尔蓝图，Intel 14A 也于 2027 年度最佳化，故 10A 好像介于 14A 和 14A-E 之间。

可是，据 Volksstimme 据报道，英特尔位于德国马格德堡附近 Fab 29 module 1 和 module 2 由于欧盟补贴审核待定和黑土需要移除在其他地方重用，建设被推迟，新时间表将推迟到开工时间。 2025 年 5 月 。假如英特尔能迅速完成建筑工具等安装，这个工厂仍然可能在 2027 年末至 2028 年初准时投产。但是对于公司来说，这仍然是个问题。

起初，建设计划于 2023 2008年上半年开始，但是由于补贴延迟，建设被推迟到 2024 夏天。现在进一步推迟了。

根据计划，英特尔 Fab 29.1 和 Fab 29.2 计划于 2027 年底开始运营，这意味着他们将采用非常特殊的制造技术，例如 英特尔的 14A（1.4 纳米）和 10A（1 纳米)工艺节点。在英特尔路线图中，这些制造技术旨在制作非常特殊的商品。

Fab 29.1 和 Fab 29.2 以生产计划为目的 2028 年底推出的客户端 PC 商品，因此，尽管英特尔有时间提高产能，即使工厂在 2028 年中准备就绪，但是时间安排会很紧张。然而，这份报告描绘了一个更可怕的场景，因为它现在被称为“建造这两家工厂需要四到五年”，所以它将在 2029 年到 2030 每年开始生产"

这可能会给英特尔的崛起带来新的障碍。然而，考虑到他们在美国大本营、爱尔兰和以色列的布局，情况可能没有预期的那么糟糕。

参考链接

https://www.anandtech.com/show/21370/tsmc-2nm-update-n2-in-2025-n2p-loses-bspdn-nanoflex-optimizations

https://www.digitimes.com/news20240306PD21/2nm2-samsung-wafer-fab.html

https://www.tomshardware.com/tech-industry/the-race-to-2nm-process-technology-heats-up-samsung-will-discuss-its-next-gen-2nm-node-in-june

https://wccftech.com/intel-foundry-mass-produce-20a-2nm-chips-2024-ramping-up-competition/

https://www.extremetech.com/computing/intel-18a-cpus-on-target-for-2025-launch-ceo-confirms

https://spectrum.ieee.org/intel-18a

https://www.tomshardware.com/tech-industry/intels-14nm-and-1nm-fabs-in-germany-delayed-by-too-much-black-soil-and-eu-subsidy-approval

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