2纳米芯片,会带来什么变化?简单点说,它能让设备跑得更快、耗电更少。
比如,刷抖音、打《原神》再也不卡顿,电池还能多撑一天,出门不用老惦记充电宝。
AI功能也会更猛,比如戴上AR眼镜,路过商店时能直接看到折扣信息;玩VR游戏,画面细腻得跟现实差不多。
3月25日,有媒体透露,台积电2纳米制程技术已经进入量产冲刺阶段,苹果的新款iPhone 18订单已经下单锁定,以及每月5万片的初期产能规划,新一轮的芯片制造周期又将开始。
不过,新技术刚出来时,价格肯定不便宜。台积电官网提到,2纳米工艺研发成本高得吓人,初期生产费用也水涨船高。
所以,像iPhone 18这样首批用上2纳米芯片的设备,标价可能会让不少人皱眉。一两年后,等技术成熟、产量上去,价格才会慢慢降下来。
01
制造密度和灵活性的双向突破
台积电2纳米工艺有个核心突破,那就是把全环绕栅极(GAA)晶体管架构用得更深入了。
跟之前的3纳米技术比起来,2纳米在一样的功耗下,运算速度能提高15%,估计能耗能降低24%到35%,晶体管密度还能提高15%。
能耗降低这么多,性能又大幅提升,这就给AI训练、高性能计算这些场景提供了更强大的硬件支持。
当然这种技术革新,可不是单纯参数的改来改去。台积电同时推出的N2 NanoFlex设计技术,能让开发者按照应用场景,灵活地去选“单元高度”。
简单来说,就是要制造移动设备,就能用那种低功耗的矮单元;要制造服务器芯片呢,就能堆叠高单元来发挥出超强的性能。
这种“看需要来定制”的灵活性,让 2 纳米芯片既能满足智能手机要做得轻薄的需求,又能满足 AI 服务器对算力的大量需求。
02
双厂并进锁定苹果订单
从现有的资料来说,新竹宝山的 Fab 20 和高雄的 Fab 22 一起量产,这在台积电还是头一回在先进制程节点上两边同时开工。
现在新竹厂试产的良品率已经超过 60%了,高雄厂设备进驻的进度比原计划提前了半年,估计到 2025 年年底,月产能能达到5万片,到 2026 年还能再进一步提高到12到13万片。
为了能撑得起这么大的产能,据中国台湾地区的媒体报道,台积电已经花大钱买了数十台阿斯麦的High-NA EUV光刻机,这种设备单台价格就超过3亿欧元。这种“技术加上资本”的双重保障,让竞争对手都赶不上。
客户之间的争夺也特别激烈。
据欧美的媒体报道,凭借长久合作的默契,苹果一开始就锁定了70%的初期产能,打算在2026 年把2纳米工艺用在iPhone 18 Pro 的A20芯片,还有M5 Ultra处理器上。
AMD 呢,用了“混合制程”的办法,计划在Zen 6架构CPU核心上用2纳米的工艺,I/O单元还是用4纳米来平衡一下成本。
英特尔虽说在 18A 工艺性能上稍微好点,可因为受到 20%到 30%良率不好的限制,没办法,只好把 Arrow Lake 处理器的关键模块交给台积电来代工。
03
芯片制造行业分化加剧
台积电 2 纳米量产这件事,再次把全球半导体的两极分化向前推进了一大步。
台积电在全球代工市场的份额达到了64.9%,这已经是碾压别人的态势。三星虽然也布局了GAA架构,可试产良品率并不高,未来很可能陷入了被动局面。
更长远的影响是,是在芯片供应链的重新构建上,比如封装材料的供应商得升级,才能应对纳米片的结构,EDA 软件的三巨头,也要不断升级才能让自己适应GAA设计的规范,至于而那些中小型的代工厂,就更加没办法参与先进制程的竞争了。
不过芯片格局也不完全依靠技术壁垒,地缘的因素在发挥越来越大的作用。
例如美国通过《芯片法案》向英特尔注资的同时,台积电未来也必须在亚利桑那升级2纳米生产线,未来也可能要迫于压力而接管英特尔的芯片工厂。
中国内地则在不断加速推进中芯国际的工艺研发,类似华为海思这样芯片设计巨头的崛起也在不断刷新行业的认知。
更长远看,2纳米技术会给5G、AI、自动驾驶这些新兴领域插上翅膀。
比如,特斯拉的自动驾驶系统有了更强的芯片,反应更快、更安全;5G网络传输速度再上一个台阶。
麦肯锡的报告提到,半导体技术每往前迈一步,整个产业链都会被带动起来,这次也不例外。