#2nm晶片
AMD官方首次公佈Zen6設計!首發2nm、全新計算核心
AMD近日官方公佈了第一份關於Zen6架構設計的檔案《AMD Family 1Ah Model 50h-57h處理器性能監控計數器》,通過性能監視介面了,披露了Zen6架構設計的不少細節。當然,這次講的是EPYC資料中心處理器的Zen6,而不是消費級銳龍,但底層邏輯是相通的。在此之前,我們只知道EPYC Zen6是首個採用台積電2nm工藝的高性能處理器,最多256個核心。最新檔案支出,Zen6架構並不是Zen4/5的漸進式小幅度升級,而是經過了全面翻新,專門為高吞吐量設計的更寬架構,擁有8個寬度的指令調度引擎(蘋果9個寬度),當然繼續支援SMT同步多線程。Zen6重點增強了對向量(向量)運算、浮點運算執行狀態的監測能力,顯然非常重視密集型數學運算負載。Zen6核心還配備了特殊的計數器,用於統計閒置調度窗口、後端流水線阻塞、線程選擇損耗等,再次印證Zen6架構上對更寬發射技術與SMT仲裁機制的戰略思路。Zen6依然支援512位完整寬度的AVX-512指令集,相容FP64、FP32、FP16、BF16等資料格式,支援FMA(融合乘加)、MAC(乘積累加)運算,以及浮點-整數混合向量執行,包括VNNI(向量神經網路指令集)、AES(高級加密標準)、SHA(安全雜湊演算法)等。不僅如此,Zen6 AVX-512的持續吞吐量極高,需要借助合併式性能計數器才能實現精準測量。這兩年,AVX-512指令集反而已經成為AMD的殺招,Zen6每個時鐘周期能夠完成的向量運算任務量,更是超出了傳統測量方法的適用範圍,所以才需要新的監視介面。總體而言,Zen6將是AMD首次從底層開始、專為資料中心和AI應用場景打造的微架構,必將成為一款計算利器。至於消費級版本將保留那些特性,實際表現如何,還有待觀察。AMD已經確定明年推出Zen6架構的新一代處理器,EPYC產品會首發台積電2nm工藝,銳龍版Zen6還有很多謎團未公佈,預計下月初的CES展會上會有消息。再往後就是Zen7架構了,代號Prometheus,雖然也沒啥規則可說,但它跟Zen6一樣應該都是AM5插槽的,至少會用到2027年。知名爆料大戶Moore's Law is Dead現在又給出了後面的Zen架構路線圖,Zen8代號Penelope,Zen9代號Nemesis,它們的一大升級就是換用新一代的AM6插槽。此前消息稱AM6插槽將擁有2100個針腳,相比AM5插槽的1718個針腳,增加了22%,但尺寸預計將保持與AM5相同,散熱器也是理論上能相容的。Zen8預計在2029到2030年問世,Zen9則是2032到2033年發佈,屆時應該支援DDR6記憶體及PCIe 6.0插槽了。那時候應該會解決記憶體缺貨漲價的問題了,不然未來的處理器成本本身就很貴,再加上記憶體還是高價的話,那DIY真沒得玩了。(硬體世界)
全球首顆2nm晶片:正式發佈
三星Exynos 2600重磅發表:2nm一、全球首款2nm移動晶片周五,三星電子丟下行動半導體產業重磅炸彈-正式公佈業界首款2奈米製程智慧型手機應用處理器Exynos 2600的完整細節。這款承載三星頂尖半導體實力的晶片,不僅標誌著行動晶片正式邁入2nm新紀元,更以環繞閘極(GAA)架構為基石,在性能、AI、影像、散熱四大維度實現顛覆性突破,重新定義旗艦移動運算核心的技術天花板。作為智慧型手機的“超級大腦”,Exynos 2600由三星系統LSI部門傾力打造,代工廠全程保障GAA架構的精密製造,將直接賦能明年初發佈的Galaxy S26系列旗艦機型。基於最新Arm架構的10核心CPU配置堪稱豪華:1顆3.8GHz Cortex-C1 Ultra超級核心領銜,搭配3顆3.25GHz Cortex-C1 Pro性能核心與6顆2.75GHz Cortex-C1 Pro能源效率核心,形成「超高高性能+均衡能效」的黃金組合,整體運算效能較上一代暴漲39%。AI與圖形效能提升顯著:整合32K MAC NPU的AI引擎,使生成式AI負載性能翻倍;三星Xclipse 960 GPU加持下,圖形效能較Exynos 2500飆升100%,配合Kinetic Reality技術,光線追蹤效能提升50%,Exynos Neural Super Samplingling 技術讓遊戲流暢度上升影像能力拉滿:單攝最高支援3.2億像素CMOS及108MP@30fps連拍,雙攝64MP+32MP滿足專業需求;顯示與編解碼實力頂尖,支援4K/WQUXGA@120Hz高刷螢幕、8K編解碼,整合全格式編解碼器覆蓋影音場景。核心亮點在於,Exynos 2600首次在行動SoC中植入散熱路徑模組(HPB),採用高介電常數材料,熱阻最多降低16%,破解高階晶片散熱痛點。同時,作為首款2nm GAA智慧型手機晶片,其率先支援混合後量子加密保障安全,更將成為未來Exynos晶片基礎平台,奠定技術優勢。二、三星手機策略:半數S26機型搭載Exynos 2600量產落地,既是技術突破,也是三星重振自研行動處理器策略的重磅訊號。根據《韓國經濟日報》先前報導,三星計畫為Galaxy S26系列約半數機型配備該晶片,這是其自研晶片受挫後的激進反攻舉措。規劃顯示,韓歐市場Galaxy S26全系列(含Ultra版)將搭載Exynos 2600,美日中市場仍用高通驍龍。這種均衡分佈,意味著三星2021年後首次在旗艦Galaxy系列大規模部署Exynos晶片,標誌自研策略全面回歸。回溯歷史,2015年前三星旗艦Galaxy全用Exynos晶片,2016年開始轉向高通。2022年Galaxy S22系列Exynos晶片的散熱問題與低良率打擊消費者信心,加速轉向。去年起三星開啟自研回歸:Galaxy S24基礎版/Plus版搭載Exynos 2400,後續Galaxy Z Flip7(僅韓國銷售)搭載Exynos 2500,逐步重建信任。如今Exynos 2600量產與大規模搭載,是三星自研回歸的關鍵一步。這反映其對自身半導體能力的自信,也是重構行動晶片市場格局的重要舉措。憑藉2nm製程先發優勢,三星試圖重奪高階行動晶片話語權,扭轉被動局面。隨著Galaxy S26臨近,這場與高通的正面較量,將成2025年高階手機市場最大看點。(深科技)
日媒:中國多年前開始申請EUV和2nm晶片的專利,全球的競爭對手需要緊張了
01. 前沿導讀根據日經中文網發文指出,日經XTECH、日經ELECTRONICS根據日本專利調查公司Patentfield的專利分析工具對中美晶片公司的技術專利進行了總體分析。從整體的數據資訊來看,中國大陸企業在GPU、電晶體結構、晶片製造技術等多個領域開始對美國老牌企業窮追猛打,並且在先進技術領域提前進行技術佈局,與美國、韓國等國家的企業展開持久性的未來競爭。中國企業在晶片產業上搶佔技術制高點的決心,對國際企業造成了一種未知的恐懼感。02. 技術專利2019年,中國企業在GPU領域的專利申請數量開始呈現上升的趨勢。到了2023年,中國的技術申請數量達到了3091項,對比2018年的數量增長幅度將近10倍,相當於美國英特爾的3倍、輝達的5倍,但是遠低於韓國三星。三星電子的大規模專利申請,與高頻寬記憶體有直接關係。高頻寬記憶體與GPU進行ai領域的協同工作,三星本身就是記憶體業務的巨頭,這種大規模技術申請的數量也標誌著三星正在為以後的ai產業埋下技術伏筆。在技​​術含量最高的電晶體和晶片製造領域,中國企業正在緩慢地向前推進。現階段的國際晶片產業,一致認為想要將晶片技術推進到2nm的下一個時代,採用GAA電晶體結構是最直觀的技術方案。晶片的電晶體結構分為三個階段,14nm以上的製程採用平面電晶體結構,14nm及以下製程使用胡正明開發的Fin FET電晶體結構,到了2nm及以下工藝,需要採用GAA電晶體結構。在GAA架構的專利申請中,台積電毋庸置疑的成為了全球企業的老大。而大陸企業則是在2018年開始佈局,2023年的時候申請了大約20項相關專利。雖然數量不多,但還在持續推進,這種在專利層面的循序漸進,也標誌著中國企業正在進行未來2nm晶片的研究,與國際巨頭打持久戰。在EUV以及光刻技術的專利申請上面,中國大陸企業也在積極佈局。由於美國的製裁封鎖,大陸企業無法獲得先進的EUV光刻機,這極大限制了中國開發自主先進晶片的進度。在此之前,中國晶片企業一直以設計為主,並且在某些設計領域具備與美國企業比拚的實力。但是本土製造技術與設計水準存在脫節,以至於美國的出口管制讓許多中國企業空有設計能力,卻無法將晶片製造出來銷售。這也在一定程度上迫使設計企業進入晶片製造領域,並聯合國內的老牌晶圓工廠解決先進晶片的卡脖子問題。03. 技術路徑儘管中國被封鎖了EUV光刻機,但是中國企業曾經採購了一批先進的浸潤式DUV光刻機,這些DUV光刻機搭配先進的刻蝕機,再加上自對準多重圖案化技術(SAQP)實現7nm晶片的製造。根據前側積電研發副總裁林本堅在個人作品中表示,多重圖案化技術對於套刻精度的要求很高,假設套刻的CD偏差為1.5%,如果該偏差無法得到有效的解決,那麼其最終將會導致6階的誤差也就是8.4%,這對於晶片製造來說是致命的影響。前台積電研發處長、前中芯國際董事楊光磊也在接受採訪時表示,採用比EUV差一些的浸潤式光刻機製造先進晶片,這是可行的方案,也是一條被驗證過的方案。但想要繼續製造5nm甚至是更先進的晶片,理論上是可能的,不過良品率不可控,所投入的資源也不可控,這完全是一個技術無人區。尤其是對於那些沒有涉足製造業的晶片公司來說,這個難度就更大了,短時間內看不到成果,需要持續累積經驗才有可能成果。彭博社早在2024年就發布了相關報告,報告指出中國本土企業正在嘗試使用有限的設備,透過傳統方法製造5nm晶片。這種方法無異於霸王硬上弓,目前在國際層面還沒有企業能夠成功。台積電、三星、英特爾都已轉向EUV技術,中國企業是目前唯一以DUV光刻機衝擊5nm晶片的企業。未來2nm晶片的結構將會從Fin FET過渡到GAA,電晶體內部的閘極四麵包圍著奈米片,因此會電晶體會獲得更好的電流控制,盡量避免量子穿隧效應。以現在的情況來看,中國企業已經在積極佈局電晶體結構的技術專利,從底層的基礎結構開始研發,逐步建立一套屬於中國企業的晶片產業鏈。在沒有解決EUV光刻機的情況下,採用浸潤式微影機和自對準多重圖案化技術依然是折中且成熟的方法。麒麟晶片的重新回歸,標誌著中國企業已經走通了採用多重圖案化技術製造先進晶片的路線,下一步就是要繼續降低供應鏈風險,實現晶片製造的可持續性發展。在確保供應鏈體係安全穩定的情況下,去嘗試透過現有的技術設備製造全新電晶體結構的晶片。 (逍遙漠)
蘋果首顆2nm晶片!
最新爆料顯示,蘋果將於2026年推出A20和A20 Pro晶片,台積電2奈米工藝製造,並引入創新的WMCM封裝技術,預計性能提升15%,功耗降低30%。A20系列晶片將是蘋果首次進入2奈米工藝時代,也是其封裝技術從InFO轉向WMCM的重要轉折點。這一變革不僅關乎製程工藝的微縮,更是晶片設計思路從高度整合向模組化靈活配置的轉型。台積電2奈米工藝基於全環繞柵極(GAA)奈米片電晶體技術,電晶體密度較3奈米工藝提升約1.15倍,同時導線電阻降低20%。這一基礎性提升為晶片性能和能效的飛躍奠定了物理基礎。WMCM(晶圓級多晶片模組)封裝技術是此次升級的核心亮點。與當前將所有元件整合在單一晶片上的InFO技術不同,WMCM允許將CPU、GPU和神經網路引擎等多個獨立裸片(die)整合到單一封裝中,而 InFO 封裝則是在單塊裸片上整合各類元件。這種“先封裝再切割”的方式省去了傳統封裝中的中介層,使訊號傳輸路徑更短,延遲更低。各功能模組可以獨立運作,根據任務需求動態調整功耗,從而實現更精細的能效管理。封裝技術的變更將帶來以下多項優勢:更出色的晶片組設計靈活性:通過加入不同裸片,蘋果可採用不同 CPU 和 GPU 核心組合打造多樣化晶片配置。該公司在推出 M5 Pro 和 M5 Max 時可能會採用類似方案,據悉這兩款晶片將具備獨立的 CPU 和 GPU 模組。提升可擴展性,支援多產品衍生:WMCM 可為蘋果提供基準配置,後續可基於該配置設計 A20、A20 Pro,以及性能顯著更強的 M6、M6 Pro 和 M6 Max。能效升級:與單塊裸片整合所有元件的方案相比,多裸片的緊密整合有助於降低功耗。CPU、GPU 和神經網路引擎裸片可獨立運行,並根據具體任務需求調節功耗。簡化製造流程以降低成本、提高良率:WMCM 採用模塑底部填充(MUF)技術,有助於減少材料消耗和工序步驟。簡而言之,蘋果 A20 與 A20 Pro 的產能將進一步提升,同時缺陷晶片數量降至最低,這將有助於抵消明年採用台積電 2nm 工藝所增加的成本。 (半導體技術天地)
日本將量產2奈米,IPO規劃曝光
2025年11月21日,經濟產業大臣赤澤昭正宣佈,政府計劃向Rapidus投資1,000億日圓。 Rapidus的實施計畫也於同日公佈,計畫於2031財年左右上市。同日,經濟產業省(METI)將Rapidus公司選定為符合《資訊處理促進法》財政支援條件的下一代半導體製造商。此前,產業結構審議會下一代半導體分會審議了Rapidus公司提交的實施計劃,並根據該計劃報告做出了最終決定。根據該計劃,經濟產業省計劃透過資訊科技促進機構(IPA)從2025財年的初始預算中撥出1000億日圓進行初步投資。Rapidus實施計畫概要目標是在2025財年下半年實現2nm製程的量產,之後每2-3年進行新一代製程的量產。在提交給經濟產業省(METI)的實施計劃中,Rapidus概述了其中期計劃,即在2027財年下半年開始量產2nm流程的半導體。該計劃還概述了此後每兩到三年量產最新一代(1.4nm和1.0nm)過程半導體的中期路線圖。此外,Rapidus還提出了在2029財年左右實現正經營現金流、在2031財年左右實現正自由現金流以及在2031財年左右上市的目標。Rapidus投資計劃/籌資計劃在技​​術研發方面,公司計劃透過單晶圓加工和新型傳輸系統等差異化技術,縮短原型製作和改進所需的時間,力爭在2027財年下半年開始2nm製程量產時,「將電晶體性能和良率提升至足以憑藉晶片品質和成本競爭力吸引客戶的水平」。同時,公司也將全力推動1.4nm製程的研發工作。在後處理方面,公司計劃於2025財年與國際組織合作,開設一條試點生產線,並建立相應的生產技術。Rapidus目前的技術基礎與未來技術發展客戶獲取方面還有很大的進步空間關於客戶獲取,該公司解釋說“客戶獲取空間巨大”,並指出預計到2030財年,全球2奈米半導體市場的供應將比需求缺口約10%至30%。該公司首先的目標是爭取來自為人工智慧資料中心設計客製化半導體的無晶圓廠公司的訂單,然後計劃擴大國內外緣設備(汽車、機器人等)的供應。客戶獲取計劃(半導體產業觀察)
“果鏈”之後是“AI鏈”!台積電2nm引爆新周期,中國“芯”勢力誰能分一杯羹?
風起於青萍之末,浪成於微瀾之間彼得·林奇曾說:“投資成功的關鍵,在於你是否能比市場更早地發現那些即將迎來爆發式增長的公司。” 今天,一個足以引爆全球科技產業消息傳來,它不僅預示著下一輪科技革命的號角,更在我們眼前,清晰地勾勒出了一幅未來財富的藏寶圖。這個消息的核心,就是全球晶片代工之王——台積電。就在最近,全球晶圓檢測裝置巨頭科磊(KLA)的CFO無意中透露了一個驚人資訊:台積電最先進的2奈米(N2)製程,已經瘋狂斬獲了15家頂級客戶的訂單!這不僅僅是一個數字,這是全球最頂尖的科技巨頭們,用真金白銀為未來投下的信任票。一場圍繞著2奈米晶片的“軍備競賽”,已經悄然打響!一、不止是“訂單爆發”,這是一場AI驅動的產業革命!首先,我們必須看懂這15家客戶的“含金量”。過去,台積電最先進的工藝,第一個“吃螃蟹”的、下最大訂單的,幾乎永遠是蘋果,為了最新的iPhone。但這一次,情況發生了根本性的變化。在這15家客戶中,竟然有高達10家,是來自HPC(高效能運算)領域!這是什麼概念?HPC,就是我們通常所說的AI伺服器、超級電腦的核心驅動力。這意味著,驅動台積電2奈米需求的核心引擎,已經從我們人手一部的智慧型手機,正式切換到了以ChatGPT、Sora為代表的、吞噬海量算力的人工智慧產業上!“算力就是權力,算力就是未來。” 輝達創始人黃仁勳的這句話,正在被台積電的訂單結構所驗證。AI不再是PPT上的概念,它正在變成實實在在的、對最頂尖晶片的龐大需求。我們來看幾個已經迫不及待衝在最前面的“課代表”:蘋果(Apple): 作為“老大哥”,蘋果依然豪氣衝天。消息稱,蘋果已率先下單,預計2026年的iPhone 18系列將全面採用2奈米的A20系列處理器。更關鍵的是,蘋果直接包下了台積電2026年N2製程至少一半的產能!這不僅是對新技術的信心,更是為了在未來的AI終端競爭中,構築一道無人能及的護城河。輝達(NVIDIA): AI時代的“軍火商”,自然不會缺席。其下一代AI晶片架構Feynman中的A16晶片,已經明確計畫匯入台積電2奈米製程。可以想像,未來AI的訓練和推理速度將迎來又一次的指數級飛躍。AMD(超微): CEO蘇姿丰帶領下的AMD,正全力追趕。其Venice產品線預計將成為首款採用N2製程的HPC產品,目標直指輝達的腹地。聯發科(MediaTek): 作為Android陣營的晶片巨頭,聯發科也已宣佈其旗艦晶片在台積電2奈米完成“設計定案”(tape out),預計2026年底量產,很可能就是下一代的天璣9600處理器。此外,博通、高通、Google、亞馬遜,甚至OpenAI這些我們耳熟能詳的科技巨頭,都赫然在列,正在積極評估採用台積電2奈米技術,開發自己的定製化AI晶片。這是一個清晰的訊號:一個由AI定義的新硬體周期,正呼嘯而來!二、2奈米,憑什麼是“兵家必爭之地”?為什麼巨頭們都如此瘋狂地湧向2奈米?因為它帶來的性能提升是革命性的。根據台積電公佈的資料,相較於目前最主流的N3E(3奈米增強版)技術:邏輯密度提升1.2倍: 意味著在同樣大小的晶片上,可以塞進更多的電晶體,晶片變得更“聰明”。性能提升18%(同功耗下): 就像汽車發動機不變,但馬力更強勁。功耗降低36%(同速度下): 就像汽車速度不變,但油耗大幅降低。這對資料中心和移動裝置來說,是至關重要的能效提升。更具吸引力的是成本。據業內分析,2奈米雖然採用了更先進的GAA(全環繞柵極)架構,但其EUV(極紫外光刻)光罩層數與3奈米相當。這意味著,在性能大幅提升的同時,其成本結構可能比預期的更有優勢,這極大地刺激了客戶提前佈局的意願。tips:截至2025 年中期,台積電的N2 製程以65% 的良率遙遙領先,並設定了更高的良率目標。英特爾的Intel 18A 製程正迅速追趕,良率達到55%,並透過其路線展現出在未來達到與台積電相近水平的潛力。為了迎接這場需求盛宴,台積電正在瘋狂擴產:2025年底: 月產能預計達到4萬片晶圓。2026年: 月產能將接近10萬片晶圓!這是一條清晰的、高速增長的黃金賽道。三、機會在那裡?尋找A股的“賣鏟人”台積電的2奈米盛宴,對我們A股投資者而言,最大的啟示也正在於此。雖然我們無法直接投資台積電,但支撐起這座“晶片帝國”的,是一個龐大而複雜的半導體產業鏈。在這個產業鏈中,同樣遵循著“賣鏟人”的邏輯。當全球晶片設計公司都在湧向2奈米這個“金礦”時,那些為他們提供設計工具(EDA)、核心技術(IP)、製造裝置、關鍵材料和封測服務的公司(基本利多國外產業鏈公司),無疑將迎來歷史性的發展機遇。尤其是在“國產替代”的大背景下,國內的龍頭企業更是肩負著時代使命,也蘊含著巨大的成長空間。盛運君認為,明年台積電2奈米的量產,對A股絕大多數公司沒有實質利多,不過能刺激一下大腦,讓我們深刻感受到我們的落後,這樣才能鼓起勇氣追趕!以下是國產替代的幾個方向,值得我們重點關注:1. 晶片設計工具(EDA):晶片設計的第一步,也是最關鍵的一步。沒有EDA軟體,再天才的工程師也畫不出複雜的晶片設計圖。EDA被譽為“晶片之母”。對標公司:華大九天 (301269.SZ)邏輯: A股EDA絕對龍頭,國內市場份額第一。雖然在先進製程上與國際巨頭尚有差距,但隨著國內晶片產業的整體進步和對自主可控的迫切需求,華大九天是承接國內晶片設計產業爆發的核心標的。2. 核心技術授權(IP):IP核是晶片中預先設計好的、可重複使用的功能模組,就像樂高積木。晶片設計公司可以直接購買IP授權,大大縮短研發周期。對標公司:芯原股份 (688521.SH)邏輯: 中國大陸排名第一、全球排名前七的半導體IP授權服務提供商。其IP庫豐富,尤其在圖形、視訊、AI處理等領域有深厚積累。3. 半導體裝置:這是“賣鏟人”中最硬核的環節。光刻機、刻蝕機、薄膜沉積、檢測裝置等,是製造晶片的“印鈔機”。對標公司:北方華創 (002371.SZ): 國內半導體裝置的平台型龍頭,產品線覆蓋刻蝕、PVD、CVD、清洗等多個環節,是國產替代的中堅力量。中微公司 (688012.SH): 在介質刻蝕裝置領域,其技術已達到國際先進水平,並已進入台積電5奈米產線。未來有望在更先進製程中扮演重要角色。精測電子 (300567.SZ): 半導體檢測裝置是保證良率的關鍵。精測電子在顯示面板檢測領域是絕對龍頭,並積極向半導體前後道檢測延伸,是該領域的國產核心力量。4. 關鍵材料:晶片製造離不開高純度的大矽片、光刻膠、電子特氣等關鍵材料。對標公司:滬矽產業 (688126.SH): 國內規模最大的半導體矽片企業之一,是晶片製造的基礎。南大光電 (300346.SZ): 在光刻膠領域取得重要突破,ArF光刻膠產品已獲得客戶驗證,是解決“卡脖子”問題的關鍵企業。5. 封裝測試(OSAT):晶片製造的最後一步,決定了產品的最終性能和可靠性。對標公司:長電科技 (600584.SH)、通富微電 (002156.SZ)、華天科技 (002185.SZ)邏輯: 國內封測三巨頭,技術實力雄厚,在全球市場佔據重要地位。尤其是通富微電深度繫結AMD,隨著AMD等客戶在先進製程晶片上的放量,將直接帶動其先進封裝業務的增長。今天,台積電2奈米訂單的爆發,就是AI時代最強勁的風口之一。它不僅僅是半導體產業的一次技術迭代,更是全球科技格局的一次深刻重塑。投資,投的是國運,投的是時代。在這場波瀾壯闊的“芯”浪潮中,選擇與那些最優秀的“賣鏟人”同行,耐心佈局,靜待花開! (盛運德誠投資)
沒辦法,蘋果今年也搶不到2nm
2025年的旗艦手機,都沒有搭載2nm晶片。iPhone 17的A19和A19 Pro系列晶片採用台積電N3P工藝,即將亮相的聯發科天璣9500、高通第五代驍龍8至尊版,也將採用該工藝。在沒有意外的時候,聯發科創造了一個意外。日前,聯發科官宣2nm晶片(天璣9600)完成設計流片,成為首批採用此技術的公司之一,預計明年底量產。值得注意的是,他們在量產前整整一年就公佈了這項處理程序,而這個提前量確實非同尋常。依照主要手機廠商新品發佈的時間推算,到2026年底,除了2nm的天璣9600,蘋果A20系列、高通第六代驍龍8至尊版以及三星Exynos 2600,都將匯入2nm工藝。可以確定,2nm的「熱戰」將在2026年集中開打,只是台積電、三星為2nm預熱多年,為什麼蘋果iPhone 17的A19晶片沒用上?今年的「2nm戰爭」又為何沒打起來?01. 做夢也沒想到,2nm需求比3nm還多2024年10月17日的業績會上,台積電總裁魏哲家談及2nm的需求,用了兩句話:「很多很多」 、「做夢都沒想到需求比3nm還多」。這裡有個問題:台積電今年4月1日才接受2nm訂單,下半年才開啟量產,為什麼2024年10月魏哲家就能預知2nm的需求?「台積電有非常頂尖的市場研究團隊,他們可以統合全球各行各業的需求,包括來自輝達、特斯拉、AMD等等的需求,」前台積電建廠工程師吳梓豪說,「建一個代工廠大概需要4年,這涉及到產能的建設規劃,作為蘋果、輝達這樣的fabless(無廠設計公司)肯定要報到晶片訂單。」吳梓豪也透露,站在fabless的角度,不僅要提前流片,做研發也要對接晶圓廠提供的平台和技術,這些也都是需求資訊的來源。此外,晶圓代工協議中的產能預測條款,會要求客戶向晶圓廠提供合理的訂單預測,以便於代工廠進行合理的產能調度,也能部分反映fabless的需求狀態。根據TrendForce的資料,包括蘋果、AMD、輝達、聯發科等都已預訂了台積電2nm的產能,相當一部分都是台積電前十大客戶,其中蘋果2024年更是25.18%的收入貢獻,成為台積電最大客戶。上述客戶中,聯發科的量產時間已經宣佈,而按照手機廠商的發佈會安排,基本確認蘋果會率先拿到台積電2nm產能,AMD則在4月份台積電剛剛釋放產能時就宣佈,在代碼名為「Venice」的下一代霄龍數據中心處理器上匯入2nm工藝。而對輝達來說,Rubin已經採用3nm,Rubin Ultra為四顆GPU Die合封(四顆晶粒整合到同一個封裝),封裝尺寸也無法再擴大,所以也會匯入2nm。一位業內人士透露,位元大陸也是台積電2nm工藝的客戶,有可能還會成為全球首發台積電2nm的fabless,“礦機ASIC相對容易(製造),先匯入新節點還可以練練手,位元大陸有可能趕下半年發貨。”相較於台積電,有關三星2nm客戶的資訊較少,除了自家Exynos 2600會搶到「全球首顆2nm晶片」標籤外,業界傳聞高通有可能在2nm節點上重回三星懷抱。客戶需求史無前例的多,本質上還是3nm到2nm的跨越所帶來的效能提升。台積電早期披露N2節點的參數-對比第一代N3E,晶體管密度增加15%,同等功耗下性能提升10%-15%,同等性能下功耗降低25-30%。在聯發科「搶跑」2nm的新聞稿中,也基本佐證了上述資料的合理性。聯發科表示,台積電的增強版2nm製程技術與現有的N3E製程相比,邏輯密度增加1.2倍,在相同功耗下效能提升高達18%,並能在相同速度下功耗減少約36%。一句話總結,2nm帶來的效能提升,讓主要fabless在這一節點上都躍躍欲試,但主要廠商的量產時間基本上都在2026年。02. 台積電“掉鏈子”2025年旗艦手機晶片上不了2nm,還是因為台積電「掉鍊子」。按台積電規劃,2nm原定2025年年中開產能,目前節奏都在預期之中,只是手機客戶如果想在2025年量產2nm晶片,預留的時間窗口太少。「流片(tape out)到回片需要幾個月,回片後再進行功能、性能調試,一般性能都要調幾個月。」一位晶片設計從業者說。也就是說,即便蘋果這樣的大客戶在2024年底完成A20晶片的流片和測試,也要等到今年6月份才能投片量產,無法趕上iPhone 17的備貨節奏,畢竟富士康的組裝線也要跑起來。良率也是手機廠商今年不追2nm的另一個因素,只是這個影響不及量產節奏的因素大,且不同fabless敏感程度也有差異。3nm節點上,早期良率只有60%左右,後期N3E和N3P才逐步爬坡至80%以上,2nm這個節點上同樣會走一遍這樣的過程。「(2nm)產品匯入的良率可能都超過了70%,慢慢爬升,明年到80%的水準。」前述業內人士預估。早期良率低,價格也相對高,那些對價格敏感的客戶就會將量產規劃在良率爬升後,並且採用「晶圓交付」(wafer buy)的模式,否則量產越多虧損就越多,但價格因素不是絕對的攔路虎。以蘋果為例,其與台積電簽訂的是「成品交付」(finished goods buy)協議,只為良品晶片付款,只要不是極低的良率,價格不會成為決定性因素,但在這個問題上,天風證券分析師郭明錤有另外一種看法,他認為蘋果雖然採購成品晶片,但採購成本實際上已經將不良晶片的成本包含在內。「最好的證據是,新款iPhone 使用的新處理器的成本每年都會大幅增加,今年的A17也不例外。」郭明錤說。03. 晶圓代工戰爭海外晶圓廠目前都在攻關2nm量產,但在節點命名上略有差異,包括N2、20A、SF2、2nm等等,但各家「默契」地採用了全新的GAA晶體管架構,並在後續迭代上不約而同地規劃採用背面供電技術。額外說一句:背面供電可以將電源連接和訊號連接分開,轉移至積體電路背面,降低電阻,提升電晶體密度,提高效能。量產節奏上,三星、台積電等基本上都在按時間表推進,反而原本最激進的英特爾,計劃2024年底就開放2nm產能,但由於技術挑戰、管理層變動等多重因素,最終取消了2nm(20A)工藝,18A(1.8nm)短期內不接外部新單,全力衝刺14A(1.4nm)工藝。具體的產能方面,據TrendForce透露,明年台積電預計有四座2nm晶圓廠滿負荷運轉,總月產能將達到6萬片晶圓。前述業內人士則表示,“新竹科學園的Fab 20月產能至少6萬片,高雄的Fab 22預計月產能3萬片,明年2nm月產能至少9萬片-12萬片。”而關於三星的產能,4月TrendForce曾引用首爾經濟日報(SEDaily)的資料,稱其2nm的月產能為7,000片晶圓。2025年是2nm開產能的關鍵點,但這場晶圓代工戰爭可以往前倒推數年。2021年10月,三星就在年度代工大會上宣佈啟動2nm研發,並公佈了相關的時間表、技術路線,而台積電更早,2019年6月就對外官宣進入研發階段,其曾在全球技術論壇上透露,計劃建立一條全新的2nm研發線,投入超過8000名工程師。整體來看,主流晶圓廠2nm節點的研發用時在4-6年之間。在這個階段,晶圓廠每年在研發上的資本開支普遍超過10億美元,台積電更是2022年衝到了36億美元。巨額的研發投入不僅體現在技術方案上,也體現在研發裝置的爭搶之上,最典型的就是對ASML高數值孔徑(High NA)EUV的爭搶。2022年,三星通過李在鎔訪問ASML,意圖爭奪先進光刻機裝置,但最終全球首台單價接近4億美元的高數值孔徑EUV於2023年底被英特爾拿下,2024年英特爾再度接收了一台同型號光刻機。相較於英特爾和三星,台積電在最頂尖裝置的爭搶上表現的比較保守,一度對ASML高層訪問台積電對接先進光刻機一事不為所動,但在對手們爭先搶購的背景下,魏哲家2024年也曾訪問過ASML,傳聞獲得了ASML「搭售優惠套餐」——高數值型號台積電研發副總張曉強多次表態高數值孔徑EUV太貴,“只要我們繼續找到替代方案,就沒有必要用這台昂貴的裝置。”04. 摩爾定律已死?過去幾年,業內一直在討論摩爾定律已死的話題。摩爾定律源自英特爾已故創始人戈登·摩爾。 1965年,戈登·摩爾在《電子學》雜誌發表文章,預言半導體晶片上整合的電晶體和電阻數量將每年增加一倍。 10年後的1975年,摩爾對自己的觀點做了修正,把「每年增加一倍」改為「每兩年增加一倍」。自此之後的半個世紀,電晶體數量都遵循這一定律,直到7nm節點開始,時間從24個月延長到30個月。7nm、5nm、3nm及2nm量產時間分別為2018年、2020年、2023年、2025年,平均皆在30-36個月之間。業內普遍認為,未來1nm往後的節點,大機率拉長到40個月以上。節奏拉長,直接會導致fabless的多代產品停留在一個大節點上。以蘋果的A系列為例,過去基本兩年一個節點,例如A14B和A15B這兩代都是5nm,但A17 Pro、A18和A19,3nm節點停留了3年。那麼接下來在2nm的過程上,會停留多久呢?依照台積電的規劃,2nm節點有N2、N2P、N2X和升級版的A16(1.6nm)四個迭代,算上第二代GAA架構的A14(1.4nm)工藝,分別對應蘋果的A20、A21、A22、A23四代晶片。然後,2030年匯入1nm工藝,量產A24系列晶片。這意味著,從現在開始算起,從2nm時代跨越到1nm時代,至少要再等5年。當然,節點升級主要對應名稱和線寬升級,不代表晶體管數量不會提升,例如3nm上本身就做了多個迭代,從N3、N3E、N3P等,每一代晶體管數量仍然有大幅度的提升。TechNews先前做過統計,N3E相比於N3,同性能下功耗降低32%,同功耗下性能提升15%,N3P相比N3E,同性能下功耗下降5%-10%,同功耗下性能提升了5%。大致可以推算,同性能下,N3P功耗比N3降低約20%- 27%,同功耗下N3P性能比N3提升約26%- 36%。從這個維度來看,摩爾定律仍然有效。而且可以確定的是,未來電晶體的數量會不斷地提升,只是這種提升不單純依賴工藝過程變化,也會專注於依賴材料、封裝技術。2024年4月份,前台積電董事長劉德音、台積電首席科學家黃漢森共同署名發表了一篇題為《How We'll Reach a 1 Trillion Transistor GPU》(我們將如何打造1兆晶體管的GPU),裡面有一句話寫道:「過去50 年來,半導體技術的發展就像走在隧道裡一樣。現在,我們已經到達隧道的盡頭。 (騰訊科技)