台積電穩中求進:2奈米量產啟動,先進製程布局直達2029年
翻開台積電的2奈米藍圖,晶圓二十廠(新竹寶山,Wafer Fab 20)第一期已於2024年3月進機,晶圓二十二廠(高雄,Wafer Fab 22)則於同年11月進機,預計2025年下半年正式量產。執行副總經理秦永沛指出,高雄二十二廠進展順利,第二期廠房上樑儀式已啟動,第三期結構工程同步進行,第四與第五期也將陸續推動。
2奈米(N2)是台積電首度從鰭式場效電晶體(FinFET)跨入奈米片(nanosheet)架構的節點。台積電指出,N2在效能與能耗上相較現有N3E製程具顯著優勢,在相同功耗下速度提升10%至15%;相同速度下功耗降低25%至30%;晶片密度亦提升超過15%。目前N2的256Mb超低漏電SRAM平均良率已超過9成。
台積電同步佈局N2的延伸版本「N2P」,進一步優化效能與節能表現,預計於2026年下半年量產。延續技術演進策略,台積電亦正式推出採用「超級電軌」(Super Power Rail, SPR)架構的A16製程,鎖定高效能運算(HPC)應用。相較N2P,A16在相同功耗下速度可提升8%至10%,或在相同速度下降低功耗15%至20%,晶片密度再提升7%至10%,預定於2026年下半年正式投產。
台積電說明,A14製程將採用第二代奈米片電晶體架構,以滿足AI與節能運算的成長需求。相較N2技術,A14在相同功耗下速度可提升10%至15%;相同速度下降低功耗25%至30%;晶片密度提升約20%,預計於2028年量產。
台積電強調,A14開發進度良好,效能與良率均達標甚至優於預期,2029年將再推出結合SPR架構的強化版本,展現從N2至A14的完整技術節奏。
三星3奈米GAA搶先量產,良率與客戶仍是大挑戰
三星是全球首家在量產製程中導入GAA(環繞式閘極)電晶體架構的晶圓代工廠,背後也有韓國政府推動「半導體超級聚落」政策支援,試圖打造從晶圓到AI晶片的完整生態。首代2奈米製程(SF2)理論上能降低漏電、提升效能,鎖定AI與行動晶片市場。然而,外界對其「搶先量產」的真實良率仍存疑,業界估計SF2良率僅約40%至45%,低於台積電N2的70%與英特爾18A的50%至55%。
三星表示,第二代製程SF2P將於2026年下半年量產,性能提升約12%、功耗降低25%、晶片面積縮小8%。目前設計套件(PDK)已完成,並積極向國際科技與IC設計公司推廣,期望擴大AI與車用晶片採用率。
值得注意的是,三星已成功取得特斯拉(Tesla)AI6晶片訂單,金額約165億美元,採用SF2P製程,並與台積電共同生產特斯拉AI5晶片。特斯拉執行長馬斯克(Elon Musk)更親自參與良率優化。天風國際分析師郭明錤指出,馬斯克此舉有助特斯拉以低成本介入晶圓代工,這在台積電體系中幾乎不可能發生。韓媒報導,三星內部設定2奈米良率目標為70%,預計2026年初達標,晶圓代工部門有望於同年轉虧為盈。
此外,荷蘭半導體設備大廠艾司摩爾(ASML)近期於德州奧斯汀為招募工程人員,工作內容為協助在三星廠區安裝極紫外光(EUV)微影設備,協助三星生產2奈米,業內消息人士透露,三星泰勒廠(Taylor)已接近投產,正以自己的節奏追趕台積電。
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英特爾18A大反攻:IDM 2.0戰略仍在舞台上
英特爾在2021年由季辛格(Pat Gelsinger)啟動「IDM 2.0」戰略,重啟晶圓代工事業。雖然龐大投資造成財務壓力,使季辛格在去年底被迫退休,但接任執行長的陳立武(Lip-Bu Tan)延續政策,並在「Intel Foundry Direct Connect 2025」宣布,將以「工程優先、夥伴驅動」為核心,推動英特爾成為全球最具信賴的代工夥伴。
英特爾18A製程日前終於亮相,將打造自家處理器Panther Lake,並於年底開始出貨。18A製程還有兩項衍生版本:18A-P與18A-PT,後者導入Foveros Direct 3D混合鍵合技術,可實現5微米以下晶片互連,鎖定AI與高效能運算(HPC)應用。
英特爾同步釋出Intel 14A製程設計套件(PDK)並啟動試產合作,導入PowerDirect背面供電技術以提升能效。不過,陳立武坦言,過去投資過快、廠區分散導致利用率偏低,未來將以「已確認客戶承諾」為前提推進製程,若不具經濟效益將暫緩,展現新管理層更務實的財務紀律。
據傳,英特爾獲得微軟詢問,有望為其自研ASIC晶片生產,加上先前參與美國國防部RAMP-C計畫,協助國防工業客戶開發原型晶片,展現其在國防與先進製造鏈的戰略地位。
同時,美國政府入股英特爾約10%、提供57億美元補助,輝達(NVIDIA)亦斥資50億美元入股,雙方將合作開發多世代資料中心與PC產品。雖與晶圓代工業務關聯有限,但這些策略結盟讓英特爾重返美國半導體復興的核心。
從技術到信任,「埃米時代」全面開戰
2奈米競賽的勝負,不只取決於技術,更關乎誰能在量產中維持穩定並贏得長期信任。台積電以穩健節奏鞏固領先;三星憑創新力求突破,並持續找尋客戶;英特爾雖然在重返晶圓代工路途走得艱困,但有國家資源挹注,以及多年來背負著虧損的壓力,終於在18A製程取得一定成果,當AI、HPC與車用晶片需求激增,「埃米時代」的競爭將更加激烈。
工研院產科國際所產業分析師劉美君表示,全球僅有三家業者具2奈米量產能力,根據已經公布的資訊來看,台積電未來在2至6奈米的產能市佔仍超過6成,穩居龍頭。最終勝負,將不只是摩爾定律的延續,而是「全球信任曲線」的新起點。
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