臺積電2nm工藝已啟動(dòng)小規模評估

臺積電2nm制程開(kāi)發(fā)進(jìn)度一直備受矚目，最新內部消息透露，其新竹寶山工廠(chǎng)與高雄工廠(chǎng)均已啟動(dòng)小規模評估 —— 其中寶山廠(chǎng)現階段推測已有5000-10000片的月產(chǎn)能，高雄廠(chǎng)也已進(jìn)機小量試產(chǎn)。盡管近期有關(guān)2nm工藝的數據泄露，臺積電官方聲明仍強調研發(fā)進(jìn)度符合預期，未對具體數據進(jìn)行評論。

業(yè)內專(zhuān)家預測，隨著(zhù)兩家工廠(chǎng)的2nm產(chǎn)線(xiàn)逐步上線(xiàn)，總產(chǎn)能有望達到每月50000片晶圓，預計將在2025年末實(shí)現每月80000片晶圓的產(chǎn)能。

臺積電2nm工藝優(yōu)勢

臺積電2nm首次引入全環(huán)繞柵極（GAA）納米片晶體管，有助于調整通道寬度，平衡性能與能效。對比傳統的FinFET晶體管，新工藝的納米片晶體管可以在0.5-0.6V的低電壓下，獲得顯著(zhù)的能效提升，可以將頻率提升大約20％，待機功耗降低大約75％。

在IEDM 2024大會(huì )上，臺積電披露了N2 2nm工藝的關(guān)鍵技術(shù)細節和性能指標：對比3nm，晶體管密度增加15％，同等功耗下性能提升15％，同等性能下功耗降低24-35％。新工藝還增加了NanoFlex DTCO（設計技術(shù)聯(lián)合優(yōu)化），可以開(kāi)發(fā)面積最小化、能效增強的更矮單元，或者性能最大化的更高單元。按照臺積電的說(shuō)法，28nm工藝以來(lái)，歷經(jīng)六代工藝改進(jìn)，單位面積的能效比已經(jīng)提升了超過(guò)140倍。

2024全年臺積電營(yíng)收為900.8億美元，同比增長(cháng)30.0%，全年凈利潤為364.8億美元，同比增長(cháng)31.1%。毛利率、營(yíng)業(yè)利潤率和凈利潤率分別為56.1%、45.7%和40.5%，較2023年均有個(gè)位數的上升。從制程分布看，第四季度3nm占整體晶圓收入26%，5nm占整體收入34%，7nm占整體收入14%，7nm及以下的制程收入占整體晶圓收入74%。

臺積電一直在先進(jìn)制程著(zhù)力，“N2（2nm制程）預計在2025年下半年投產(chǎn)，N2P（2nm制程升級版）和A16（1.6nm制程）預計在2026年下半年投產(chǎn)?！迸_積電董事長(cháng)兼首席執行官魏哲家在財報會(huì )上表示。

值得注意的是，2024年的資本開(kāi)支為297.6億美元，同比上漲0.7%?！懊磕甑馁Y本開(kāi)支一直和公司未來(lái)前景強相關(guān)，更高的資本開(kāi)支常常與更大的發(fā)展機遇相關(guān)聯(lián)，未來(lái)幾年我們將繼續加大資本開(kāi)支?！蔽赫芗冶硎?，“2025年，臺積電的資本開(kāi)支為380億美元至420億美元之間，其中70%將投入先進(jìn)制程的研發(fā)?！?/p>

對于臺積電的未來(lái)，魏哲家曾公開(kāi)表示，預計在未來(lái)五年內將實(shí)現穩定增長(cháng)，并且2025年全年收入增長(cháng)將達到20%。他強調，客戶(hù)對2nm工藝的關(guān)注度超過(guò)了3nm工藝，表明2nm技術(shù)具有更廣闊的市場(chǎng)前景，2nm工藝不僅有可能繼承并超越3nm工藝的成功，還將進(jìn)一步鞏固臺積電在全球半導體產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導地位。

臺積電N2晶圓價(jià)格過(guò)高

由于沒(méi)有其他代工廠(chǎng)能夠與臺積電的步伐相匹敵，因此大多數決心推出尖端芯片的廠(chǎng)商只能尋求其服務(wù)。制程技術(shù)演進(jìn)至10nm后，晶圓報價(jià)增幅顯著(zhù)，達到6000美元；進(jìn)入7nm、5nm制程世代后，價(jià)格破萬(wàn)。據稱(chēng)，N2晶圓每片的價(jià)格可能可能高達3萬(wàn)美元，與3nm晶圓的價(jià)格1.85-2萬(wàn)美元/片之間相比，這是一個(gè)巨大的上漲。

目前臺積電最大的客戶(hù)蘋(píng)果已在其工廠(chǎng)預留了2nm芯片生產(chǎn)，而蘋(píng)果對臺積電2nm芯片的高生產(chǎn)成本和有限的制造能力感到擔憂(yōu)，已推遲使用臺積電的2nm處理器芯片用于iPhone 17 Pro和iPhone 17 Pro Max，目前商用發(fā)布時(shí)間定于2026年。

但目前晶圓價(jià)格過(guò)高也引發(fā)了客戶(hù)的擔憂(yōu)，臺積電正在探索降低總成本的新方法，首先是推出名為「CyberShuttle」的服務(wù)：將允許蘋(píng)果、高通等公司在同一測試晶圓上評估芯片，從而降低成本。該服務(wù)將于今年4月晚些時(shí)候啟動(dòng)，蘋(píng)果預計將是第一個(gè)客戶(hù)，其次是高通和聯(lián)發(fā)科。

臺積電清楚自身技術(shù)優(yōu)勢難被馬上超越，2nm工藝性能、功耗、晶體管密度優(yōu)勢是吸引客戶(hù)關(guān)鍵，但也意識到客戶(hù)流失風(fēng)險。除「CyberShuttle」服務(wù)，還加速內部成本優(yōu)化流程、加大研發(fā)投入提升良率，以降低單位成本，同時(shí)與客戶(hù)深度溝通，依客戶(hù)需求定制芯片代工方案。