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台积电2nm制程定了
时间:2022-06-26 18:52:39点击量:4次


  台积电2nm制程定了2nm芯片,一个遥远却又近在眼前的目标,正在被台积电,英特尔以及三星等巨头全速追赶。虽然2nm芯片至少需要在2025年才能投入量产,可关于2nm芯片的消息却一个接着一个。尤其是台积电再一次领先行业,正式公布了2nm芯片制程。

  对此,台积电2nm制程有怎样的性能提升和功耗表现呢?放眼全球,2nm芯片格局如何?

  在半导体行业,台积电以绝对的技术优势站在了产业链上游,是很多芯片设计厂商主要代工厂,经由台积电量产的7nm,5nm等高端芯片在市场上销售火爆。

  在两三年后的将来,台积电还会量产2nm芯片。为了让人充分了解未来几年的制程走向,台积电公布了到2nm及以下的路线技术研讨会上分享的信息可知,2022年一共量产三种先进制程,分别是N3、N4P、N6RF。到2023年量产N3E,N4X。2024年仅生产N3P制程,直到2025年延伸到N3X和N2工艺。

  仔细观察台积电公布的路线图,不难发现未来几年主要的工艺是N3(3nm),加上的E、P、X这些字母后缀应该代表的是升级加强版,根据制程和性能改进的不同,每一年做出优化。

  重点是2025年量产的N2(2nm)芯片,到这一步全球芯片制造行业会迈入全新的阶段,一个从未有人触及过的芯片制程领域。

  将2nm芯片应用在超级计算机、人工智能、物联网等新兴产业会迎来怎样的创新突破恐难想象,至少目前来看,这项技术的前瞻性足以让台积电付出巨大的努力。除了公布未来几年的工艺路线nm制程也定下了。

  针对2nm芯片,台积电会首次采用环绕栅极晶体管作为技术节点,采用这项新工艺后2nm制程的性能提升和功耗表现有显著变化。

  和2023年生产的N3E相比,N2速度提升10%到15%,功耗降低25%到30%,密度提升10%。

  不知道这样的性能提升和功耗表现是否符合大众心中的期待,需要明白的是,芯片工艺到了这一步,越往下越难。每前进一步都需要砸入海量的研发经费,而且到实际量产时还会因半导体设备的调试影响良率的好坏。

  等实现90%以上的良率水准时,前前后后砸入的投资估计在千亿美元左右。所以外界看起来只提升了10%到15%的运行速度,也许这背后是千亿级的产业规模。

  台积电定下了2nm制程,说明取得了重大研究突破,后续的工作就是获得土地批准,修建工厂,导入设备,投入风险试产,若一切没有问题的话,就是大规模量产上市了。

  值得一提的是,台积电的2nm工厂土地征收进展良好,今年内就能拿到审批。另外台积电确认在2024年获得ASML下一代EUV光刻机设备。

  各方面来看,台积电2nm的发展状态是十分良好的。不过对2nm感兴趣的不只是台积电,其它的芯片制造商,美国,日本等国家地区都在布局2nm,具体有怎样的2nm格局呢?

  美国方面有IBM取得了2nm芯片制造进展,在2021年的时候IBM放出了2nm芯片突破的消息,表示可以在指甲盖大小的芯片上集成500亿根晶体管,相当于每平方毫米就能容纳3.33亿个晶体管。

  不过IBM只是取得研究突破,并不具备制造能力。估计美日在2nm的合作可能会倾向于制造业,着重发展基础设施。

  日本方面能做出的贡献主要在于提供EUV光刻胶材料,获得由日本企业建设制造中心。美国提供技术,日本提供土地、经济支持、供应链等。据日媒消息,这项涉及2nm的芯片计划会在2025年投入生产。

  欧洲地区也定下了发展2nm的目标,但由于欧洲本土缺乏类似台积电,三星的芯片制造巨头,所以很难从本土培养。于是欧盟学习了美国的做法,用补贴的方式吸引外来芯片制造商。欧盟打算在未来十年内投入430亿欧元的补贴,巨资之下英特尔开始行动了。

  英特尔已经确定导入ASML下一代EUV光刻机,并用在欧洲工厂,未来还会投资约5638亿人民币加大欧洲地区的半导体制造业建设。英特尔的到来或许能让欧洲拥有进军2nm的入场券。

  全球2nm芯片格局高度集中,依然是台积电,英特尔这些制造巨头。韩国三星肯定不会缺席,估计只是时间问题。相信2nm时代之下,科技将迈入全新的高度,到这一步,摩尔定律的极限或将被打破,人类科技将探索到另一个未知的文明。