(本文編譯自SemiWiki)
半導體行業正面臨一場結構性的供應挑戰,這一挑戰與先進芯片的需求激增緊密相關,尤其是人工智能、高性能計算(HPC)以及新一代移動和消費電子設備所使用的芯片。這場漩渦的核心是2納米制程技術,該技術依賴納米片或全環繞柵極晶體管(GAA)架構,且對光刻設備的精度要求極高,是半導體發展史上最復雜、成本最高的制程轉型之一。
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臺積電與2納米芯片產能缺口
臺積電的N2制程于2025年末正式進入量產階段,從初期的良率和產能爬坡數據來看表現亮眼,也讓臺積電下定決心大舉擴充產能。相較于前一代制程,N2制程能實現最高15%的性能提升,或大幅降低功耗,成為新一代人工智能加速器和旗艦移動芯片的理想選擇。
市場對2納米芯片的需求十分旺盛。業內消息顯示,臺積電N2制程2026年的產能已基本售罄,蘋果、英偉達、高通、超威等核心客戶均鎖定了首批產能的大部分份額。這一定程度上是因為現代人工智能加速器單芯片所需的晶圓面積遠大于傳統移動處理器,進一步加劇了產能緊張的局面。
為滿足市場需求,臺積電已制定計劃,在多個晶圓廠大舉擴產,涵蓋中國臺灣的新竹寶山廠、高雄廠及其他海外廠區,目標是在2026-2028年期間,實現月晶圓投片量突破六十萬片。臺積電的資本支出也預示著其擴產決心:2024年該公司資本支出為298億美元,2025年同比增長37%至409億美元,2026年更是計劃創下520-560億美元的歷史新高。由此可見,臺積電或將像主導3納米制程一樣,再度占據2納米制程的市場主導地位。
英特爾18A制程:具有競爭力,卻難成萬全之策
英特爾18A制程是其7nm工藝之后技術路線圖的重要組成部分,制程代際與2納米級工藝大致歸為同一梯隊。該制程同時采用了RibbonFET(GAA的一種技術形態)和背面供電技術,兩項技術的搭載旨在提升芯片性能與能效。英特爾率先實現了量產級GAA技術,也率先落地背面供電技術,盡顯半導體領域的頂尖創新實力。
英特爾于2025年啟動18A制程的量產,初期主要為自家的Panther Lake系列處理器等產品供貨,相較之下,作為晶圓代工方案向外部客戶開放的規模仍十分有限。盡管2025年年中時,18A制程的良率已有提升,但整體仍被認為落后于臺積電的N2制程;且英特爾自身的晶圓代工生態,相較于臺積電的全球客戶體系,規模依然偏小。
英特爾采取的是雙軌戰略:一方面為自家產品的技術領先性提供支撐;另一方面拓展晶圓代工服務。但該公司歷來難以吸引外部大規模的代工需求,這也是其尚未能切實緩解整個行業2納米芯片產能緊張局面的核心原因。當然,在陳立武出任首席執行官后,這一局面已發生改變。美國本土半導體制造的品牌影響力如今達到前所未有的高度,毫無疑問,英特爾或將與頭部半導體企業簽署18A、14A制程的晶圓代工合作協議。
三星2納米制程:發力追趕頗具競爭力,卻身陷多重挑戰
三星是首批在3納米制程節點小范圍應用GAA技術的企業之一,并計劃將這一技術成果延伸至2納米制程(其2納米制程常稱SF2)的研發與生產中。三星已在美國得克薩斯州泰勒市的晶圓廠等設施上投入巨資,目標是在2026年實現該制程的量產。
盡管動作頻頻,三星仍在良率穩定性與客戶認可度上面臨嚴峻挑戰。即便其給出的定價具備極強的市場競爭力,但良率方面的種種問題,加之在客戶心中的品牌認可度不足,意味著在2納米制程的大批量訂單上,三星尚無法成為臺積電的有效替代者。信任是半導體行業的立足之本,沒有穩定可預期的良率,便無從談起客戶信任。
Rapidus:新晉玩家深耕2納米小眾產能市場
日本晶圓代工企業Rapidus是近年來半導體行業最受關注的新生力量之一,該企業由日本政府及頭部日本企業聯合投資成立。Rapidus計劃于2027年左右啟動2納米芯片的生產,并擬定在量產啟動后的一年內大幅提升月晶圓產能。
Rapidus近期又完成了17億美元的融資,其獲得的政府補貼與私人投資合計已達113億美元。盡管這一數額頗為可觀,但僅占該企業預估2027年實現2納米芯片全面量產所需320億美元資金的約40%,后續發展值得持續關注。
與行業巨頭不同,Rapidus并未試圖在產能規模上展開正面競爭,而是主打“快速交期”與定制化服務,這一定位或能吸引定制芯片設計商、日本本土科技企業,以及有小批量、高定制化芯片需求的機構客戶。
盡管在量產時間與總產能上,Rapidus仍落后臺積電數年,但這家企業的布局,是日本重拾先進半導體制造領域話語權的戰略舉措,也為當前高度集中于少數玩家的半導體市場,增添了新的供應鏈選擇。
全球產能走鋼絲:2納米芯片市場的整體格局
臺積電占據主導地位,英特爾發力內部產品同時拓展代工業務,三星的2納米技術具備實力卻受多重制約,Rapidus則深耕小眾市場,多方現狀疊加,造就了當下高端制程芯片需求持續遠超供給的半導體行業格局。
即便全球晶圓廠產能不斷提升,但人工智能的普及速度,以及企業賦予前沿芯片的戰略價值,意味著提前鎖定晶圓產能,已成為科技巨頭的核心要務,也成了其他企業難以突破的重大瓶頸。
歸根結底,2納米芯片的產能短缺并非短期的供應波動,而是先進計算、人工智能與定制化芯片戰略,在未來多年重塑全球半導體生態的必然結果。晶圓代工行業的發展根基始終在于多元供應,行業無疑需要重新打造這樣的供應鏈優勢。
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