雖然在美國層層禁令的影響下，臺積電被迫斷供華為，但臺積電的整體運營狀況，并沒有因為失去一個大客戶而受到太大影響。據(jù)了解，在臺積電確定9月15日斷供華為的消息后，蘋果公司立即向臺積電追加大額訂單，截止目前臺積電的5nm以及7nm生產(chǎn)線依然處于滿載運行狀態(tài)。同時，臺積電的營收也大幅增長，而之所以該公司在失去華為這個大客戶之后的生意依舊紅火，主要得益于其所掌握的技術(shù)優(yōu)勢。放眼全球?qū)I(yè)晶圓代工領(lǐng)域，臺積電是目前唯一一家能夠成熟掌握7nm/7nm EUV、量產(chǎn)5nm制程芯片的代工廠。

近日，全球最大的芯片代工廠臺積電宣布，該公司聯(lián)合臺大、麻省理工宣布，1nm以下芯片已取得了重大進展，相關(guān)研究成果已發(fā)表于《自然》。

據(jù)Hexus等國外媒體報道，來自臺積電，臺灣大學(xué)和麻省理工學(xué)院(MIT)的研究科學(xué)家宣布，在電子領(lǐng)域的“超越硅”和2D材料的使用方面取得了突破，論文發(fā)布在《自然》雜志。他們聲稱，這項研究為1nm以下的電子制造工藝提供了一條途徑，有助于突破當(dāng)前半導(dǎo)體技術(shù)和材料的極限。

前一段時間，IBM宣布制造出全球首款2nm工藝節(jié)點的芯片，讓不少人期待2nm芯片可以早日實現(xiàn)量產(chǎn)。近日，半導(dǎo)體工藝方面又傳來了喜訊。臺積電(TSMC)與臺大(NTU)和麻省理工(MIT)合作，在研發(fā)1nm芯片方面取得了重大突破。

研究人員發(fā)現(xiàn)，利用半金屬鉍(Bi)作為二維材料的接觸極來替代原有的硅元素，這樣可以利用鉍元素大幅度降低電阻并大大提高傳輸電流。該發(fā)現(xiàn)首先由MIT團隊提出，然后臺積電和NTU進一步進行了完善。在未來，這可以提高芯片的性能和能源效率，相關(guān)的研究已發(fā)表在國際期刊《Nature》上。

近日，有媒體報道稱臺積電取得了2nm研發(fā)的重大突破，與3nm和5nm制程采用的FinFET架構(gòu)不同，臺積電的2nm制程采用了全新的多橋通道場效晶體管，又稱為MBCFET架構(gòu)，解決FinFET因制程微縮產(chǎn)生電流控制漏電的物理極限問題。

按照臺積電給出的指標(biāo)顯示，2nm工藝是一個重要節(jié)點。Metal Track(金屬單元高度)和3nm一樣維持在5x，同時Gate Pitch(晶體管柵極間距)縮小到30nm，Metal Pitch(金屬間距)縮小到20nm，相比于3nm都小了23%。

臺積電計劃在2022年下半年3nm工藝節(jié)點進入批量生產(chǎn)階段，目前還在進行2nm工藝節(jié)點的研發(fā)，1nm工藝節(jié)點要實現(xiàn)真正量產(chǎn)估計還要等上好些年。

近期臺積電最大的麻煩仍然是生產(chǎn)用水的問題，中國臺灣地區(qū)持續(xù)的干旱使得當(dāng)?shù)刂鞴懿块T不斷收緊用水政策。據(jù)Wccftech報道，市場傳言臺積電為了保障用水，不斷增加預(yù)算，通過訂購更多水罐車運水以保障生產(chǎn)。據(jù)研究公司Susquehanna的統(tǒng)計，目前業(yè)內(nèi)采購訂單的交貨時間在3月份已經(jīng)增加了一周，達到了16周，這也是多年來的最高值。更糟糕的是，據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)顯示，4月份會在此基礎(chǔ)上再加上一周。

盡管AMD首席執(zhí)行官蘇姿豐博士接受彭博社采訪的時候似乎并不擔(dān)心芯片短缺的問題，并不認同當(dāng)前供需狀況是一場“災(zāi)難”這種說法，認為只是半導(dǎo)體業(yè)必須經(jīng)歷的“循環(huán)”，同時表示AMD的產(chǎn)品線有足夠?qū)嵙?yīng)付未來的挑戰(zhàn)。

不論是5nm還是3nm工藝，甚至未來的2nm工藝，臺積電表示EUV光刻機的重要性越來越高，但是產(chǎn)能依然是EUV光刻的難題，而且能耗也很高。劉德音提到，臺積電已經(jīng)EUV光源技術(shù)獲得突破，功率可達350W，不僅能支持5nm工藝，甚至未來可以用于1nm工藝。按照臺積電提出的路線圖，他們認為半導(dǎo)體工藝也會繼續(xù)遵守摩爾定律，2年升級一代新工藝，而10年則會有一次大的技術(shù)升級。

目前，臺積電和三星電子是世界上僅有的兩家可以批量生產(chǎn)7納米以下半導(dǎo)體的公司，兩家公司目前都在批量生產(chǎn)5納米產(chǎn)品。半導(dǎo)體行業(yè)專家一直在關(guān)注兩家公司中的哪一家將首先開始批量生產(chǎn)3nm產(chǎn)品。眾所周知，與5納米制程相比，3納米制程可使芯片尺寸減小35%，但其性能和電池效率分別提高15%和30%。

臺積電有望在2022年年底開始批量生產(chǎn)3納米產(chǎn)品。這家臺灣半導(dǎo)體巨頭正在投資120億美元，在亞利桑那州鳳凰城建設(shè)一條5納米生產(chǎn)線。最近，該公司制定了一項計劃，計劃額外建造五條生產(chǎn)線，其中包括最先進的低于3納米的生產(chǎn)線。

臺積電一直走在先進技術(shù)的前沿，目前已經(jīng)成功突破5nm芯片工藝，并且成功量產(chǎn)。但是5nm并不是終點，而是對高端工藝探索的起點。

在臺積電的計劃中，明年就能發(fā)布有關(guān)3nm的產(chǎn)品，并且在2022年嘗試量產(chǎn)3nm，到2023年就能正式大規(guī)模量產(chǎn)。

臺積電在2020年半導(dǎo)體大會上，就宣布要沖刺1nm工藝。1nm工藝可能是頂尖中的頂尖，可能以目前的EUV光刻機都無法做到。

到時候整個產(chǎn)業(yè)鏈都需要有相應(yīng)的提升，最關(guān)鍵的光刻機設(shè)備能否達到制造1nm芯片的條件還是未知的。如今5nm才剛剛起步，臺積電的技術(shù)儲備就已經(jīng)緊張到了2nm，并朝著1nm邁進。根據(jù)最新報道，臺積電已經(jīng)在2nm工藝上取得一項重大的內(nèi)部突破，雖未披露細節(jié)，但是據(jù)此樂觀預(yù)計，2nm工藝有望在2023年下半年進行風(fēng)險性試產(chǎn)，2024年就能步入量產(chǎn)階段。

2nm工藝上，臺積電將放棄延續(xù)多年的FinFET(鰭式場效應(yīng)晶體管)，甚至不使用三星規(guī)劃在3nm工藝上使用的GAAFET(環(huán)繞柵極場效應(yīng)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(yīng)晶體管)，也就是納米片(nanosheet)。

從GAAFET到MBCFET，從納米線到納米片，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。新工藝的成本越發(fā)會成為天文數(shù)字，三星已經(jīng)在5nm工藝研發(fā)上已經(jīng)投入了大約4.8億美元，3nm GAAFET上會大大超過5億美元。