#N2工藝
台積電2nm,悄然量產
台積電悄然宣佈已開始量產採用其N2(2nm級)工藝的晶片。該公司並未發佈正式新聞稿宣佈量產啟動,但此前曾多次表示N2工藝有望在第四季度實現量產,因此該計畫已達成。台積電在其 2nm 技術網頁上發表聲明稱:“台積電的 2nm (N2) 技術已按計畫於 2025 年第四季度開始量產。 ”N2工藝採用第一代奈米片電晶體技術,在性能和功耗方面實現了全節點提升。台積電還開發了低電阻重分佈層(RDL)和超高性能金屬-絕緣體-金屬(MiM)電容器,以進一步提升性能。台積電N2技術在密度和能效方面都將成為半導體行業最先進的技術。憑藉領先的奈米片電晶體結構,N2技術將帶來全節點性能和功耗優勢,以滿足日益增長的節能計算需求。通過我們持續改進的戰略,N2及其衍生技術將進一步鞏固台積電的技術領先地位,並使其在未來很長一段時間內保持領先地位。”從性能提升的角度來看,N2 的設計目標是在相同功耗下實現 10%–15% 的性能提升,在相同性能下降低 25%–30% 的功耗,並且對於包含邏輯、模擬和 SRAM 的混合設計,電晶體密度比 N3E 提高 15%。對於純邏輯設計,電晶體密度比 N3E 高出 20%。台積電的N2工藝是該公司首個採用環柵奈米片電晶體(GAA)的工藝節點。在這種電晶體中,柵極完全環繞由水平堆疊奈米片構成的溝道。這種幾何結構改善了靜電控制,降低了漏電,並能夠在不犧牲性能或能效的前提下實現更小的電晶體尺寸,最終提高了電晶體密度。此外,N2工藝還在電源傳輸網路中加入了超高性能金屬-絕緣體-金屬(SHPMIM)電容器。這些電容器的電容密度是上一代SHDMIM設計的兩倍以上,並將薄層電阻(Rs)和過孔電阻(Rc)降低了50%,從而提高了電源穩定性、性能和整體能效。台積電首席執行長魏成成在10月份的公司財報電話會議上表示:“N2晶片的量產進展順利,有望在本季度晚些時候實現,良率良好。我們預計,在智慧型手機和高性能計算人工智慧應用的推動下,2026年產能爬坡速度將加快。”有趣的是,台積電已開始在其位於台灣高雄附近的Fab 22工廠生產2奈米級晶片。此前,市場預期台積電會在Fab 20工廠(位於台灣新竹附近)開始提升N2工藝晶片的產能,該工廠毗鄰其新的全球研發中心,N2系列製程技術正是在該中心研發的。Fab 20工廠的量產可能會稍晚一些。台積電將在全新的晶圓廠大規模量產N2工藝晶片,這始終存在一定的挑戰性。值得注意的是,該公司將在新晶圓廠同時量產智慧型手機以及更大型的“人工智慧”和“高性能計算”晶片(需要注意的是,高性能計算是一個寬泛的概念,涵蓋了從遊戲主機SoC到高性能伺服器CPU等各種應用),這將增加一些額外的複雜性。通常情況下,台積電會優先量產移動和小型消費級晶片。同時啟動兩座具備N2工藝能力的晶圓廠建設,是因為台積電的眾多合作夥伴對這項新工藝技術表現出濃厚的興趣,因此需要為所有合作夥伴提供充足的產能。此外,從2026年底開始,這兩座晶圓廠將用於生產基於N2P(N2工藝的性能增強版)和A16(N2P工藝的升級版,採用Super Power Rail背面供電設計,專為複雜的AI和HPC處理器打造)的晶片。魏補充道:“秉承持續改進的戰略,我們將推出N2P,作為N2系列產品的延伸。N2P在N2的基礎上進一步提升了性能和功耗,計畫於2026年下半年量產。此外,我們還推出了A16,它採用了我們一流的超強電源軌(SPR)。A16最適合具有複雜訊號路徑和密集供電網路的特定高性能計算(HPC)產品。A16的量產也正按計畫進行,將於2026年下半年投產。” (半導體行業觀察)