如今的半導體芯片工藝制程越來越先進了，今年三星量產了3nm工藝，臺積電的3nm也蓄勢待發(fā)，明年就會是3nm的高光時代，2024到2025年則是2nm工藝量產。

我們知道，先進工藝生產出來的芯片性能更強大，能效也更好，但這也不是沒有代價的，最大的麻煩就是燒錢，不僅是3nm、2nm工廠建設需要200億美元以上的資金，哪怕是AMD、NVIDIA、蘋果、高通這樣的芯片設計公司，開發(fā)一款芯片的成本也會越來越高。

在前不久的IEDM會議上，Marvell公司公布了一些數據，援引IBS機構分析了各個工藝下芯片開發(fā)成本，其中28nm工藝只要4280萬美元，22nm工藝需要6300萬美元，16nm工藝需要8960萬美元。后面的先進工藝開發(fā)成本就直線上漲，7nm需要2.486億美元，5nm需要4.487億美元，3nm需要5.811億美元，而2nm工藝需要的開發(fā)資金是7.248億美元，人民幣約合50億。

也就是說，如果某家公司想要自己搞一款先進工藝芯片，比如2nm處理器，不說設計周期要幾年時間，光是投入的資金就得50億元。這還不算生產的費用，2nm代工價格現在還沒有，但是3nm工藝就要2萬美元以上了，漲價25%。照這樣發(fā)展下去，未來2nm的CPU及顯卡就算能做出來，成本也會一路上漲，在這個方向上已經沒有退路了。

日本半導體公司Rapidus最近與比利時的IMEC合作備忘錄顯示，該公司正推進先進半導體技術的研發(fā)和生產，Rapidus計劃到2025年量產2納米半導體，到2027年量產2納米改良后的超精細工藝半導體。據悉，Rapidus是一家由日本八大企業(yè)聯合投資成立的公司，包括豐田、索尼、Kioxia、NTT、Denso、NFC、三菱和軟銀。

臺積電在2022年技術論壇上正式公布了3nm及2nm工藝的路線圖，其中2nm工藝會使用GAA晶體管，技術進步非常大，但是晶體管密度提升有限，只有10%，遠遠達不到正常摩爾定律迭代的要求。

對于這個問題，在昨天的臺積電財報會上，聯席CEO劉德音也回應了2nm晶體管密度的問題，他指出2nm工藝不僅僅意味著芯片密度，其同時還包括新的電源線結構、新的小芯片技術，以允許我們的客戶進行更多的架構創(chuàng)新。

目前臺積電客戶的核心需求在于電源效率，為了滿足客戶需求同時控制成本，臺積電限制了2nm的整體密度。

從臺積電的回應來看，2nm晶體管密度提升不大是他們刻意為之，一方面是使用的新技術更偏向節(jié)能，另一方面則是客戶的需要，要降低成本。

考慮到3nm工藝都有5個衍生版本，臺積電的2nm工藝未來肯定也會有多個版本，晶體管密度提升的版本應該也會有的。

據臺灣聯合報報道，臺積電今天在它舉辦的北美技術論壇上公布了2nm制程工藝。按照臺積電的說法，和3nm相比，相同功耗下，2nm速度要快10~15%;相同速度下，功耗則要低25~30%。

坦率說，目前3nm尚未正式商用，普通消費者能體驗到最先進制程還是4nm。2nm距離我們還是相當遙遠的，臺積電表示，2nm工藝將于2025年量產。按照之前的經驗推斷，用上2nm的手機可能都到iPhone 17了。

說實話，現在工藝制程的推進速度不是特別理想。據最新曝光消息，蘋果秋季要上線的A16芯片用的是4nm增強版工藝，而不是之前大家期盼的3nm。

安卓陣營來說的話，工藝制程的進步，并沒有真正解決頂級旗艦芯片的發(fā)熱問題，甚至導致實際峰值性能持續(xù)時間非常短，綜合體驗不如幾年前的老款旗艦芯片。

但即便如此，大環(huán)境下，相比于工藝進步不明顯這種“小問題”，可能缺芯才是最大問題。除了手機，汽車等行業(yè)對芯片的需求量同樣非常高，只是這些芯片對工藝制程要求不高，廠商更注重的還是可靠性、產量、價格等。

臺積電作為芯片代工行業(yè)里頭部的頭部，技術先進性自然是毋庸置疑的。只是，作為探路者，在先進制程突破上暫時遇到挫折也是很正常的。同時，臺積電每年的凈利潤數字都很驚人，但在先進制程上的投資規(guī)模也相當龐大。對臺積電來說，已經實現了高投資高回報的良性循環(huán)。

今天凌晨舉行的臺積電北美技術論壇上，臺積電(TSMC)正式公布未來先進制程路線圖。

其中，臺積電3nm(N3)工藝將于2022年內量產，而臺積電首度推出采用納米片晶體管(GAAFET)架構的2nm(N2)制程工藝，將于2025年量產。

臺積電總裁魏哲家在線上論壇表示，身處快速變動、高速成長的數字世界，對于運算能力與能源效率的需求較以往更快速增加，為半導體產業(yè)開啟前所未有的機會與挑戰(zhàn)。值此令人興奮的轉型與成長之際，臺積電在技術論壇揭示的創(chuàng)新成果彰顯了臺積電的技術領先地位，以及支持客戶的承諾。

與此同時，臺積電研發(fā)資深副總裁米玉杰(YJ Mii)在這場會議上宣布，臺積電會在2024年擁有光刻機巨頭ASML最先進、最新的高數值孔徑極紫外光(high-NA EUV)曝光機微影設備，即第二代EUV光刻機?！爸饕糜诤献骰锇榈难芯磕康?.....針對客戶需求，開發(fā)相關基礎架構與格式的解決方案，推動創(chuàng)新?！?