臺積電2nm工藝已啟動小規(guī)模評估

臺積電2nm制程開發(fā)進度一直備受矚目，最新內(nèi)部消息透露，其新竹寶山工廠與高雄工廠均已啟動小規(guī)模評估 —— 其中寶山廠現(xiàn)階段推測已有5000-10000片的月產(chǎn)能，高雄廠也已進機小量試產(chǎn)。盡管近期有關(guān)2nm工藝的數(shù)據(jù)泄露，臺積電官方聲明仍強調(diào)研發(fā)進度符合預(yù)期，未對具體數(shù)據(jù)進行評論。

業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，隨著兩家工廠的2nm產(chǎn)線逐步上線，總產(chǎn)能有望達到每月50000片晶圓，預(yù)計將在2025年末實現(xiàn)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(diào)整通道寬度，平衡性能與能效。對比傳統(tǒng)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大會上，臺積電披露了N2 2nm工藝的關(guān)鍵技術(shù)細節(jié)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(shè)計技術(shù)聯(lián)合優(yōu)化），可以開發(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。按照臺積電的說法，28nm工藝以來，歷經(jīng)六代工藝改進，單位面積的能效比已經(jīng)提升了超過140倍。

2024全年臺積電營收為900.8億美元，同比增長30.0%，全年凈利潤為364.8億美元，同比增長31.1%。毛利率、營業(yè)利潤率和凈利潤率分別為56.1%、45.7%和40.5%，較2023年均有個位數(shù)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%。

臺積電一直在先進制程著力，“N2（2nm制程）預(yù)計在2025年下半年投產(chǎn)，N2P（2nm制程升級版）和A16（1.6nm制程）預(yù)計在2026年下半年投產(chǎn)。”臺積電董事長兼首席執(zhí)行官魏哲家在財報會上表示。

值得注意的是，2024年的資本開支為297.6億美元，同比上漲0.7%。“每年的資本開支一直和公司未來前景強相關(guān)，更高的資本開支常常與更大的發(fā)展機遇相關(guān)聯(lián)，未來幾年我們將繼續(xù)加大資本開支。”魏哲家表示，“2025年，臺積電的資本開支為380億美元至420億美元之間，其中70%將投入先進制程的研發(fā)。”

對于臺積電的未來，魏哲家曾公開表示，預(yù)計在未來五年內(nèi)將實現(xiàn)穩(wěn)定增長，并且2025年全年收入增長將達到20%。他強調(diào)，客戶對2nm工藝的關(guān)注度超過了3nm工藝，表明2nm技術(shù)具有更廣闊的市場前景，2nm工藝不僅有可能繼承并超越3nm工藝的成功，還將進一步鞏固臺積電在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位。

臺積電N2晶圓價格過高

由于沒有其他代工廠能夠與臺積電的步伐相匹敵，因此大多數(shù)決心推出尖端芯片的廠商只能尋求其服務(wù)。制程技術(shù)演進至10nm后，晶圓報價增幅顯著，達到6000美元；進入7nm、5nm制程世代后，價格破萬。據(jù)稱，N2晶圓每片的價格可能可能高達3萬美元，與3nm晶圓的價格1.85-2萬美元/片之間相比，這是一個巨大的上漲。

目前臺積電最大的客戶蘋果已在其工廠預(yù)留了2nm芯片生產(chǎn)，而蘋果對臺積電2nm芯片的高生產(chǎn)成本和有限的制造能力感到擔憂，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)布時間定于2026年。

但目前晶圓價格過高也引發(fā)了客戶的擔憂，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月晚些時候啟動，蘋果預(yù)計將是第一個客戶，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)勢是吸引客戶關(guān)鍵，但也意識到客戶流失風險。除「CyberShuttle」服務(wù)，還加速內(nèi)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，同時與客戶深度溝通，依客戶需求定制芯片代工方案。