美韩日巨头步步紧逼，台积电提前3个月试产2nm

【文/观察者网 吕栋】

尽管芯片制程命名“文字游戏”的意味越来越浓，但半导体巨头们依然想在量产进度上抢得头筹。

日前台湾媒体曝出，芯片代工巨头台积电计划下周开始试产2nm制程，这是继该公司一年半以前量产3nm以来又一个关键节点。

不同往常的是，台积电这次是提前试产，比之前计划10月试产的时间点提前了一个季度。

这其中或许有台积电自身进度超前的原因，但同样也可能是迫于竞争对手的步步紧逼。

台湾媒体报道截图

随着7nm以下先进制程的成本越来越高，性价比降低，手机、AI等行业用户对更先进制程的兴趣并不浓厚，像台积电3nm目前只有苹果一个大客户，就连AI巨头英伟达用的主要也是4nm。

因此，台积电放出提前试产2nm消息，很可能也是为争抢为数不多的2nm制程客户做准备。

没错，台积电也要争抢客户。因为有不止一个芯片巨头在布局2nm，并且个个实力雄厚。

就在上个月，美国芯片巨头英特尔宣布，如期实现Intel 3制程（类似3nm）的大规模量产，这虽然比台积电3nm量产的时间晚了一年多，但按照英特尔技术路线图，该公司也准备在2024年下半年生产Intel 20A制程（相当于2nm），节奏几乎与台积电保持一致。

英特尔芯片制程路线图

在14nm上“挤牙膏”多年后，英特尔最近两年在先进制程上持续发力，买了最贵的高数值孔径EUV光刻机（单台3.8亿美元），并且在台积电、三星主导的芯片代工领域雄心勃勃。

去年3月，英特尔中国研究院院长宋继强曾告诉观察者网，该公司正通过“四年五个节点”的计划，加速推动摩尔定律，“相信到2025年，英特尔能通过Intel 18A（1.8nm）节点，重新拿回制程、晶体管制造方面的领先地位，届时英特尔将开启半导体的“埃米时代”。

韩国三星同样是2nm的竞争者。在3nm量产两年后，三星在7月9日宣布，将为日本人工智能公司PFN代工2nm制程芯片，用于PFN的高性能计算硬件以构建大语言模型等。在一些行业分析看来，这份合同则代表着三星对台积电市场主导地位的冲击，甚至有可能改写格局。

但三星棘手的问题是良率，今年2月韩媒甚至还传出三星3nm良率为0的惊悚新闻。从今年一季度全球芯片代工市场的竞争来看，三星的份额依然徘徊在13%，远低于台积电的62%，中芯国际以6%排在第三。

令很多人难以想象的是，离开先进芯片制造多年的日本，也想在2nm时代追上来。

就在半个多月前，日本政府支持的Rapidus宣布，该公司的2nm制程测试工厂将于2025年4月启动。这家公司还得到了比利时微电子研究中心（imec）以及美国IBM的支持，试图在未来缩小与台积电差距。

尽管巨头为2nm展开了竞赛，视之为战略竞争，但他们最大的问题是把昂贵的芯片卖给谁。

去年底，半导体研究机构IBS发布报告称，2nm制程的制造成本将比3nm制程上涨高达50%，导致2nm晶圆的价格将达到3万美元/片，而3nm制程的成本已经比7nm上涨了一倍。该机构估算，建造一座月产能5万片2nm晶圆的工厂大约要280亿美元，3nm为200亿美元。

图源：IBS

在摩尔定律放缓的背景下，制程微缩带来的性能提升不再可观，谁愿意为高昂的成本买单？

更何况制程越来越成为芯片巨头们的“纳米谎言”。两年前，市场调研机构TechInsights曾发布报告称，三星和台积电都放任客户声称他们采用了4nm，而实际使用的却仍是5nm技术。这其中涉及了苹果、高通和联发科等芯片巨头，该机构称他们联手制造了芯片的“纳米谎言”。

“如果可以重新命名一个较旧的工艺，为什么要为4纳米技术承担额外的成本呢？公然将一个5纳米工艺重新标记为4纳米，则抹杀了节点编号的最后一丝意义。所以，当某个代工厂宣称其已达到下一个新水平的时候，直到拆机确认前，请切勿轻信。”TechInsights直言。

从目前规划来看，高通将在今年下半年推出新款旗舰手机处理器骁龙8 Gen 4，预计将采用台积电改进版3nm“N3E”制程，有国外数码博主爆料称该芯片将比上一代涨价25-30%，预计售价为220-240美元（约合人民币1600元-1800元）。联发科首款3nm旗舰预计同期亮相。

台积电制程路线图

台积电和三星早就量产了3nm，高通和联发科这两个手机大客户直到今年下半年才开始用，显示出对3nm的不积极，预计明年安卓旗舰手机市场仍然是3nm处理器为主。

这也意味着，明年台积电即便量产了2nm制程，大客户很可能仍然只有苹果一个。今年一季度，量产一年半的3nm制程只贡献了台积电9%的收入，5nm和7nm分别为37%和19%。

观察者网心智观察所研究员潘攻愚分析称，长期以来苹果一直是台积电最大的客户，去年几乎占了台积电营收的四分之一，断层领先第二大客户英伟达（占比约11%）。而且苹果每年的高端旗舰机成为了台积电最先进工艺应用方和最佳的营销伙伴。外界已经形成了“iPhone Pro&X纳米”模式推断台积电工艺推进节奏。之前台积电3nm工艺因为曝光层数导致的成本问题拖慢了iPhone Pro版本上市时间，一度被外界嘲讽。这次台积电宣称2nm制程试产时间比预期提前，也是一种营销，不过肯定吸取了3nm的教训，2nm用了Nanosheet架构，其晶体管密度、性能、功耗等比3nm工艺提高多少，还有待各种评测机构的检验。

可以肯定的是，随着摩尔定律放缓，芯片巨头们在营销先进制程时必然要花更多功夫，甚至不惜制造更多“纳米谎言”。至于消费者是否愿意为此买单，还要看最终的市场反馈。