目前最先進的芯片制程工藝已經(jīng)來到了4nm，三星和臺積電同時擁有了制造能力，臺積電的4nm工藝將會搭載聯(lián)發(fā)科首發(fā)，而三星的首發(fā)權(quán)依然是給到了高通，根據(jù)臺積電傳出的消息，3nm的工藝預計將會在明年下半年實現(xiàn)，而在近期臺積電再度傳來了1nm以及2nm制程工藝的消息!

臺積電赴美建廠的過程并不順心，超出幾倍成本的工廠建設(shè)支出，而此前講好的補貼也此次未能到賬，讓臺積電開始心力交瘁，在美建設(shè)的產(chǎn)能為5nm，隨著工期不斷的被延誤，具體何時能夠投產(chǎn)目前也無法確定，而近期臺積電還答應了赴日建廠的邀請，這也算是近期臺積電比較順心的事了。

雖然在相關(guān)限制之下，赴日建設(shè)的工廠產(chǎn)能被限制在了28nm，但相對建設(shè)起來的周期會比較短，而赴美建設(shè)的5nm產(chǎn)能雖然高端，但缺乏相應的產(chǎn)業(yè)鏈拖垮了工期，預計要等到2024年才能正式投產(chǎn)，屆時全球缺芯的狀態(tài)或許已經(jīng)解除了，而臺積電的制程工藝或許已經(jīng)精進到2nm水準了，那么5nm的生產(chǎn)線實際意義就不大了。

而就在近期臺積電也傳出了關(guān)于1nm、2nm的消息，雖然制程工藝還沒有研發(fā)成功，但臺積電已經(jīng)開始著手建設(shè)相應的工廠了，目前建設(shè)選址也已經(jīng)敲定在總部地區(qū)，也就意味著眾多國家爭來爭去，最終臺積電沒有做出任何的妥協(xié)。

有國外媒體報道，臺積電正在按照原有計劃展開2nm工藝的研發(fā)和量產(chǎn)，據(jù)悉，臺積電2nm工廠的建設(shè)已經(jīng)提上日程。

2nm工廠的選址在臺中的中科園區(qū)，預計2027年實現(xiàn)量產(chǎn)，是新竹園區(qū)之后的第二個2nm晶圓廠。

值得一提的是，臺積電的動作遠比想象中快，該公司不僅在為2nm工藝做打算，連1nm芯片相關(guān)事宜也做好了計劃。

1nm芯片要來了

12月29日快科技消息，有業(yè)內(nèi)人士預計，臺中建廠的計劃為未來的1nm工藝預留了可能。

如果一切順利的話，臺積電將會在臺中建設(shè)1nm晶圓廠。

由此可見，臺積電將眼光放在了2nm之后更高精度的芯片制造工藝上，在臺中的建廠耗資最多達到2300億人民幣。

按照2021年年初該公司宣布的計劃，三年內(nèi)臺積電將支出1000億美元用于半導體產(chǎn)能擴張。

雖然臺積電需要為緩解全球芯片市場供應緊張狀況而擴充成熟工藝產(chǎn)能，但該公司仍然會將先進工藝的發(fā)展視為重點。

臺積電加速發(fā)展先進工藝

一方面，當前全球芯片荒的確在持續(xù)蔓延，但可以肯定的是，這場缺芯潮不會永遠持續(xù)下去。

畢竟除了臺積電之外，包括中芯國際等專業(yè)晶圓代工廠也在加速擴充產(chǎn)能。

根據(jù)業(yè)內(nèi)人士的分析，新增產(chǎn)能預計會在2022年下半年或者2023年釋放。更有人認為，未來全球半導體市場會出現(xiàn)芯片產(chǎn)能過剩的情況。

2021年全球半導體產(chǎn)能緊張，現(xiàn)在一年了也沒好轉(zhuǎn)，搶占產(chǎn)能成為各大半導體設(shè)計公司的頭等大事，第一大晶圓代工廠臺積電成為香餑餑，AMD、蘋果、NVIDIA等公司紛紛提前支付預訂款鎖定產(chǎn)能，今年5nm及3nm工藝是重點。

據(jù)報道，雖然Q1季度是傳統(tǒng)的淡季，但是臺積電收到的預付款創(chuàng)新高了，各大半導體設(shè)計公司預付了1500億新臺幣的款項，約合346億元，而去年Q3季度的時候已付款也不過1063.29億新臺幣。

在過去8個季度中，臺積電的預付款金額穩(wěn)步提升，每一季的增長率都超過144%，客戶預付費鎖定訂單推動了臺積電業(yè)績不斷增長，今年的營收增長率依然會高達26%。

在支付預付款的客戶中，蘋果、AMD、NVIDIA、高通等公司是重點，其中蘋果現(xiàn)在主力產(chǎn)能是5nm，今年還會搶先用上臺積電最新的3nm工藝，不過iPhone 14的A16芯片是趕不上了。

AMD的工藝主要集中在7nm、6nm及年底的5nm上，最近發(fā)布的銳龍6000升級6nm，年底的Zen4則要上5nm工藝。

在工藝下降到5nm之前，F(xiàn)inFET(鰭式場效應晶體管)一直是很好的。

當達到原子水平 (3nm是25個硅原子排成一行) 時 ，F(xiàn)inFET開始出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，可能不再適用于更進一步的工藝水平。

在2nm工藝上，臺積電并沒有直接使用三星規(guī)劃在3nm工藝上使用的GAAFET (環(huán)繞柵極場效應晶體管)，也就是納米線(nanowire)，而是將其拓展成為MBCFET(多橋通道場效應晶體管)，也就是納米片(nanosheet)。

GAAFET是一個周圍都是門的場效應管。根據(jù)不同的設(shè)計，全面柵極場效應管可以有兩個或四個有效柵極。

通過在柵極上施加電壓，你可以控制源極和漏極之間的電流，將其從0切換到1，并創(chuàng)建一個處理器的二進制邏輯。

從GAAFET到MBCFET，從nm線到nm片，可以視為從二維到三維的躍進，能夠大大改進電路控制，降低漏電率。

2nm采用以環(huán)繞閘極(GAA)制程為基礎(chǔ)的MBCFET架構(gòu)，可以解決FinFET因制程微縮產(chǎn)生電流控制漏電的物理極限問題。

1nm：「鉍」密武器

2021年5月，麻省理工學院(MIT)的孔靜教授領(lǐng)導的國際聯(lián)合攻關(guān)團隊探索了一個新的方向：使用原子級薄材料鉍(Bi)代替硅，有效地將這些2D材料連接到其他芯片元件上。

NVIDIA在臺積電的訂單占比不多，之前主要是7nm A100大核心，不過今年的RTX 40系列據(jù)悉會轉(zhuǎn)向臺積電5nm。

至于高通這邊，這兩年的主力代工也是三星5nm、4nm，不過今年下半年據(jù)說也會轉(zhuǎn)向臺積電的4nm工藝，推出升級版的驍龍8 Gen 1。