如果將時(shí)鐘撥回到一年前，誰(shuí)將率先在2nm晶圓代工的競(jìng)爭(zhēng)中突圍，還是有些許懸念的。因?yàn)樵谂_(tái)積電在7nm之后一統(tǒng)天下之后，晶圓代工的龍頭已經(jīng)很久沒(méi)有受到如此多的“威脅”。

這邊廂，三星誓言要超過(guò)臺(tái)積電成為全球第一；另一邊廂，英特爾也高舉“四年五節(jié)點(diǎn)”的大旗，期望在未來(lái)幾年快速超越臺(tái)積電；此外，蟄伏已久的日本半導(dǎo)體，也希望借助Rapidus，重回巔峰。其中，2nm就成為了這幾家巨頭的必爭(zhēng)之地和橋頭堡。

但是，從現(xiàn)狀看來(lái)，這場(chǎng)圍繞著2nm的“大戰(zhàn)”勝負(fù)已分，臺(tái)積電有望成為唯一的贏家。

臺(tái)積電，打響頭炮

最近，有關(guān)臺(tái)積電2nm的消息頻發(fā)。

首先，在11月底，臺(tái)積電高雄2納米新廠舉行設(shè)備進(jìn)機(jī)典禮，寫(xiě)下三大紀(jì)錄，首先是臺(tái)積電在高雄首座12吋廠開(kāi)始進(jìn)駐機(jī)臺(tái)為2025年量產(chǎn)暖身；其次是該廠比預(yù)期早逾半年進(jìn)機(jī)；第三是高雄廠量產(chǎn)后，將與新竹寶山2納米廠南北大串聯(lián)，生產(chǎn)全球技術(shù)最先進(jìn)的芯片。

其次，在本日前，有消息透露，臺(tái)積電2nm 工藝試產(chǎn)成功，良率達(dá)60%。據(jù)供應(yīng)鏈消息人士透露，臺(tái)積電在臺(tái)灣新竹縣寶山工廠的試產(chǎn)結(jié)果好于預(yù)期。

第三，臺(tái)積電也聲稱(chēng)，公司將于 2025 年開(kāi)始量產(chǎn)，而且需求量高于 3nm 晶圓，唯一需要解決的變量就是高成本。

臺(tái)積電董事長(zhǎng)魏哲家在早前的財(cái)報(bào)電話會(huì)議上也指出，盡管高性能計(jì)算（HPC）客戶(hù)正在轉(zhuǎn)向小芯片設(shè)計(jì)，但這一趨勢(shì)并沒(méi)有減少客戶(hù)對(duì)2nm技術(shù)的需求。相反，客戶(hù)咨詢(xún)量激增，對(duì)2nm的需求超過(guò)了3nm，預(yù)計(jì)產(chǎn)能還會(huì)更高。

面對(duì)高成本這個(gè)問(wèn)題。早前有報(bào)道指出，臺(tái)積電每片2nm晶圓的成本高達(dá)30000美金。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題。臺(tái)媒表示，這家半導(dǎo)體巨頭已經(jīng)找到了一種降低這一數(shù)字的方法，即所謂的“Cyber Shuttle”服務(wù)。它允許現(xiàn)有客戶(hù)在同一片測(cè)試晶圓上評(píng)估他們的芯片，從而降低成本。而所謂的Cyber Shuttle 也就是所謂的晶圓共享，它使臺(tái)積電的客戶(hù)可以節(jié)省大量設(shè)計(jì)和掩模成本，同時(shí)還可以加快測(cè)試生產(chǎn)速度。

雖然我們不知道臺(tái)積電2nm的Cyber Shuttle能將成本降低多少。但是，似乎已經(jīng)有不少?gòu)S商已經(jīng)看上了臺(tái)積電的2nm。相關(guān)報(bào)道指出，蘋(píng)果和AMD有望成為臺(tái)積電2nm的首批客戶(hù)。

據(jù)介紹，蘋(píng)果的2nm芯片將有望于 2024 年 12 月流片，這些芯片包括AppleA2 0 Pro 和 Apple M5。前者將于 2025 年底投入量產(chǎn)，而后者則要等到 2026 年第二季度。

至于AMD，相關(guān)報(bào)道認(rèn)為，AMD將把2nm用于制造公司的Zen 6系列臺(tái)式機(jī) CPU 和 CDNA 5 M1400 AI 加速器。早先有傳言稱(chēng) Zen 6將使用3 nm 和 2 nm 的混合工藝，類(lèi)似于英特爾對(duì) Meteor Lake 所做的。如果消息屬實(shí)，AMD 可以通過(guò)在 N2 上只制造 CCD 并在更成熟的節(jié)點(diǎn)上制造其余部件來(lái)降低成本。

英特爾、英偉達(dá)也將轉(zhuǎn)向臺(tái)積電以利用其 2nm 技術(shù)。

首先看英特爾，在成功利用臺(tái)積電 N3B 實(shí)現(xiàn) Lunar Lake 的 CPU 模塊后，英特爾打算繼續(xù)與臺(tái)積電合作開(kāi)發(fā)其尖端節(jié)點(diǎn)。這將延伸到其 2026 年推出的Nova Lake臺(tái)式機(jī)芯片系列。不過(guò)，我們也必須看到，英特爾仍有可能將 Nova Lake 轉(zhuǎn)向其內(nèi)部 14A節(jié)點(diǎn)。鑒于該芯片尚未流片，現(xiàn)在做出預(yù)測(cè)還為時(shí)過(guò)早。流片計(jì)劃于 2025 年中期完成，并決定英特爾下一代臺(tái)式機(jī)平臺(tái)的命運(yùn)。

至于英偉達(dá)，他們下給臺(tái)積電的 N2 訂單主要圍繞“Rubin next”，這是公司在 2024 年臺(tái)北國(guó)際電腦展上宣布的 Rubin 平臺(tái)的繼任者。然而，這些芯片計(jì)劃要到 2026 年才會(huì)流片，2027 年才會(huì)投入量產(chǎn)。而且。Nvidia 的 Blackwell 繼任者 (RTX 6000) 系列很有可能堅(jiān)持使用 N3 衍生產(chǎn)品。

此外，博通、索喜和比特大陸也都有望使用臺(tái)積電 N2 制造的芯片來(lái)制造 ASIC。聯(lián)發(fā)科也在名單上，其 2 納米芯片將于 2025 年中期推出，并于次年投入量產(chǎn)。不過(guò)，現(xiàn)在比特大陸因?yàn)橐恍┍娝苤囊蛩?，未?lái)的走勢(shì)還不是很明朗。

從上述可以看到，這些知名Fabless大多都會(huì)選擇臺(tái)積電作為他們的首選，這也正是我們認(rèn)為“2nm，勝負(fù)已分”的原因。

三星，深受困擾

作為這些年最接近臺(tái)積電的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，三星在晶圓代工方面也很努力。他們?cè)谠缜耙残迹毡続I芯片公司Preferred Networks（PFN）將成為公司2nm的首個(gè)客戶(hù)。近年來(lái)在汽車(chē)芯片領(lǐng)域大力投入的Ambarella也選定三星2nm為其新產(chǎn)品生產(chǎn)代工。

不過(guò)，最近三星2nm的壞消息卻不斷。除了被傳良率不好以外，有消息人士甚至表示，三星的自研手機(jī)芯片，可能會(huì)考慮臺(tái)積電工藝。這給韓國(guó)芯片巨頭帶來(lái)的利空，是顯而易見(jiàn)的。從三星領(lǐng)導(dǎo)層最近的變動(dòng)和表態(tài)看來(lái)，2nm的良率也求在困擾著三星。

正因?yàn)樯钍芾_，三星調(diào)兵遣將，任命韓進(jìn)萬(wàn)（Han Jin-man，音譯）為公司總裁兼晶圓代工事業(yè)負(fù)責(zé)人。同時(shí)，三星還指派公司芯片工廠工程和營(yíng)運(yùn)主管南錫佑（Nam Seok-woo）出任晶圓代工事業(yè)技術(shù)長(zhǎng)。

三星電子公司新任芯片代工業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人韓進(jìn)萬(wàn)在周一表示，他將全力以赴改進(jìn)公司先進(jìn)的 2 納米芯片處理技術(shù)，并爭(zhēng)取更多客戶(hù)，與代工競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手臺(tái)積電抗衡。韓進(jìn)萬(wàn)在就任三星代工業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人時(shí)向員工發(fā)表講話，表示將推行“雙軌戰(zhàn)略”，縮小三星與臺(tái)積電的技術(shù)差距，并抵御來(lái)自中國(guó)中芯國(guó)際等快速跟進(jìn)者的競(jìng)爭(zhēng)。

韓進(jìn)萬(wàn)承認(rèn)：“盡管三星是第一個(gè)過(guò)渡到全柵（GAA）工藝的公司，但在商業(yè)化方面仍然存在重大缺陷”，“迅速擴(kuò)大 2nm 工藝的生產(chǎn)是公司的首要任務(wù)”，他強(qiáng)調(diào)?！拔覀儽仨毘姓J(rèn)我們落后于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，但我們將克服這一挑戰(zhàn)，”韓進(jìn)萬(wàn)進(jìn)一步指出?！拔覀儗?zhuān)注于大幅提高 2 納米（nm）制造工藝的良率。我們的目標(biāo)是在明年實(shí)現(xiàn)切實(shí)的轉(zhuǎn)變。”韓進(jìn)萬(wàn)總結(jié)說(shuō)。

雖然三星不容，但三星代工廠還在加緊建設(shè)用于大規(guī)模生產(chǎn) 2nm 工藝的生產(chǎn)設(shè)施。該公司一直在為其華城工廠的代工線“S3”引進(jìn)各種設(shè)備，以建立一條2納米生產(chǎn)線，目標(biāo)是在明年第一季度之前安裝一條每月產(chǎn)能7000片晶圓的生產(chǎn)線。

從明年第二季度開(kāi)始，三星還計(jì)劃在其平澤2工廠的“S5”安裝一條1.4納米生產(chǎn)線，產(chǎn)能約為每月2,000至3,000片晶圓。S3 剩余的 3nm 生產(chǎn)線計(jì)劃在明年年底前完全轉(zhuǎn)為 2nm 生產(chǎn)線。此舉是三星推進(jìn)其技術(shù)路線圖的更廣泛戰(zhàn)略的一部分，該路線圖的目標(biāo)是明年大規(guī)模生產(chǎn) 2 納米。

三星新任代工負(fù)責(zé)人也將負(fù)責(zé)爭(zhēng)奪高通、AMD和Nvidia等大公司作為其客戶(hù)。三星同時(shí)表態(tài)，其目標(biāo)是到 2027 年轉(zhuǎn)向更先進(jìn)的 1.4 納米芯片處理技術(shù)。

然而，在三星苦苦追趕臺(tái)積之際，他們還面臨中國(guó)廠的競(jìng)爭(zhēng)。業(yè)界觀察家指出，中芯國(guó)際與三星的市占差距，從第2季的5.8個(gè)百分點(diǎn)，第3季縮小至3.3個(gè)百分點(diǎn)。三星晶圓代工部門(mén)的季度虧損超過(guò)7億美元，公司與臺(tái)積電的差距也被拖大，為改善獲利，三星打算擴(kuò)大10納米等成熟制程的客戶(hù)。

臺(tái)積電張忠謀在日前更是坦言：“三星晶圓代工之所以搞成今天這樣，主要是因?yàn)榧夹g(shù)性的問(wèn)題，并不是行政策略的問(wèn)題。

英特爾，略顯迷茫

本來(lái)，在帕特基辛格的領(lǐng)導(dǎo)下，英特爾對(duì)于“四年五節(jié)點(diǎn)”充滿了信心。

在四年前上任后不久，基辛格就發(fā)誓要成立一家代工企業(yè)，與臺(tái)積電競(jìng)爭(zhēng)，并承諾在五年內(nèi)開(kāi)發(fā)五個(gè)制造節(jié)點(diǎn)。過(guò)去多年里，他也多次表達(dá)了一個(gè)觀點(diǎn)，那就是臺(tái)積電是可以戰(zhàn)勝的。例如在今年四月，時(shí)任英特爾首席執(zhí)行官帕特·基辛格表示，該公司將能夠在半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)方面擊敗臺(tái)灣半導(dǎo)體制造公司（TSMC）。

基辛格在 Semafor 世界經(jīng)濟(jì)峰會(huì)上表示，臺(tái)積電“做出了卓越的工作”，并補(bǔ)充說(shuō)英特爾“幫助創(chuàng)造了一些技術(shù)”?！笆昵埃覀冏龀隽隋e(cuò)誤的戰(zhàn)略決策，而他們采用了其中的一些技術(shù)，并成為了世界的代工廠。”基辛格接著說(shuō)。

在基辛格看來(lái)，臺(tái)積電的成功完全得益于臺(tái)灣的大力支持；為此基辛格認(rèn)為，美國(guó)《芯片與科學(xué)法案》同樣可以促進(jìn)國(guó)內(nèi)芯片制造業(yè)的發(fā)展，到本世紀(jì)末產(chǎn)量將翻一番。然而，其寄予厚望的 18A 處理節(jié)點(diǎn)（相當(dāng)于2nm）一直面臨延遲。多個(gè)傳言也表示，其早期客戶(hù)之一博通據(jù)稱(chēng)也存在產(chǎn)量問(wèn)題。只有 20% 的芯片通過(guò)了早期測(cè)試。

回想去年，時(shí)任英特爾CEO基辛格在接受采訪時(shí)表示，英特爾的18A工藝十分地先進(jìn)，即使是友商也沒(méi)有辦法能夠跟自家的產(chǎn)品相提并論，其中一個(gè)重要的原因就是英特爾使用了RibbonFET架構(gòu)，這個(gè)技術(shù)目前友商還沒(méi)有使用，從而讓英特爾的18A以及20A能夠比臺(tái)積電的2nm工藝更加先進(jìn)。

為其雄心勃勃的“4 年 5 個(gè)節(jié)點(diǎn)”路線圖的最后節(jié)點(diǎn)，孿生的 20A/18A 是多項(xiàng)新技術(shù)的巔峰之作，主要是英特爾的 GAAFET 實(shí)現(xiàn)（RibbonFET），它與英特爾的背面供電網(wǎng)絡(luò) (BS-PDN) 技術(shù) PowerVia 相結(jié)合。20A 是英特爾該節(jié)點(diǎn)的早期版本，而 18A 是經(jīng)過(guò)改進(jìn)的版本，可長(zhǎng)期在內(nèi)部使用，也是英特爾代工廠的第一個(gè)主要外部節(jié)點(diǎn)。

英特爾之前還透露，公司的2nm潛在代工客戶(hù)已經(jīng)有很多家，比如微軟、美國(guó)國(guó)防部等，預(yù)計(jì)到2025年中會(huì)有八款18A芯片完成流片，包括Intel自己的、外部客戶(hù)的產(chǎn)品。但從現(xiàn)在的各種消息看來(lái)，Intel 18A似乎不達(dá)預(yù)期。

根據(jù)英特爾原來(lái)到的計(jì)劃，公司的18A預(yù)計(jì)將在2024年下半年實(shí)現(xiàn)制造就緒，預(yù)計(jì)英特爾2025年上半年商用的Inte 18A將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。最近，針對(duì)良率過(guò)低的問(wèn)題，英特爾和已經(jīng)被撤掉職位的Pat也都在為其辯護(hù)。

但從現(xiàn)狀看來(lái)，英特爾挑戰(zhàn)依然不小。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，英特爾2023 年的運(yùn)營(yíng)虧損為 70 億美元，比上一年增加了 20 多億美元，這標(biāo)明英特爾還有很多工作要做才能扭轉(zhuǎn)局面。根據(jù)英特爾的規(guī)劃，公司的目標(biāo)只是讓該部門(mén)在 2027 年實(shí)現(xiàn)收支平衡。因此，英特爾一直在籌集數(shù)十億美元的財(cái)務(wù)援助，以確保其多工藝節(jié)點(diǎn)計(jì)劃能夠按時(shí)完成，并能生產(chǎn)出足夠數(shù)量的芯片。

但隨著基辛格的離去，這個(gè)戰(zhàn)略打上了新的問(wèn)號(hào)。張忠謀更是直言：“英特爾的致命傷是欠缺新策略，并且因太過(guò)沖刺晶圓代工服務(wù)（IFS）而錯(cuò)失AI商機(jī)。如今更面臨雙缺（缺新策略及新CEO）?！边@對(duì)英特爾來(lái)說(shuō)，也的確是個(gè)難題。

力積電董事長(zhǎng)黃崇仁則一言以蔽之：“英特爾打不過(guò)臺(tái)積電，一句話而已?！?/p>

寫(xiě)在最后

如文章開(kāi)頭所說(shuō)，日本的Rapidus 本來(lái)也對(duì)2nm寄予厚望，該公司也獲得了Jim Keller所在公司在2nm上的合作承諾。Rapidus 總裁 Atsuyoshi Koike 也指出，除了已經(jīng)披露的公司外，Rapidus 還在與其他 40 家公司進(jìn)行談判。

日前，IBM 和日本芯片制造商 Rapidus 的科學(xué)家共同宣布，他們?cè)诔掷m(xù)構(gòu)建 2 納米工藝的芯片方面取得了關(guān)鍵里程碑。他們使用兩種不同的策略來(lái)選擇性減少納米片層，他們推動(dòng)了該技術(shù)從單根納米線向堆疊納米片的演進(jìn)。納米片比納米線具有更好的靜電控制能力，同時(shí)還可以在給定的占位面積內(nèi)安裝更多晶體管。納米片環(huán)繞柵極晶體管也具有多個(gè)閾值電壓（或多 Vt），這使得芯片可以執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算而不需要太多的能量。該小組發(fā)現(xiàn)他們可以做到這一點(diǎn)，而不需要這種構(gòu)造方法往往會(huì)伴隨的金屬柵極邊界問(wèn)題。

這意味著該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)向下一代微芯片的第一次迭代邁出了重要一步。但是，在英特爾和三星都無(wú)法挑戰(zhàn)的當(dāng)下，Rapidus的勝算能有幾高？答案，顯而易見(jiàn)！

與此同時(shí)，一家獨(dú)大的臺(tái)積電，也引發(fā)了大家對(duì)2nm定價(jià)權(quán)的擔(dān)憂。正如外媒所說(shuō)，在缺乏可行競(jìng)爭(zhēng)的情況下，臺(tái)積電從一個(gè)“有效”的前沿壟斷者轉(zhuǎn)變?yōu)檎嬲膲艛嗾?。這使他們可以隨心所欲地提高價(jià)格。通過(guò)計(jì)算，我們很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)，許多當(dāng)今設(shè)計(jì)前沿芯片的公司將不得不脫離摩爾定律曲線，因?yàn)樗辉倬哂薪?jīng)濟(jì)可行性。