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。
结语
虽然，目前2纳米制程技术还没有真正投入量产，但战场已开启。究竟是台积电一如既往的保持领先，还是三星成功“弯道超车”，亦或是日本Rapidus脱颖而出，我们只能拭目以待。但对于芯片设计公司而言，这样的竞争或许是他们所乐见的。
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