近來,全球半導體產業掀起一波「 2nm(奈米)競賽」熱潮,台積電率先開放 2nm 晶片預訂,並宣布即將進入量產階段,同時,Intel、Rapidus、三星等半導體巨頭也不甘示弱,相繼更新 2nm 製程的最新進展。

台積電近日宣布,2nm 晶圓自4月1日起接受預訂,市場反應熱烈。據《DigiTimes》報導,多家客戶已排隊等待首批晶圓,即便單片價格高達 3 萬美元(約台幣 99.3萬元),仍爭相搶購。

據《騰訊新聞》指出,台積電目前已在新竹寶山廠完成約 5,000 片的風險試產,良率達 60% 以上,並計劃於今( 2025 )年下半年正式進入量產。屆時,新竹寶山廠(Fab 20)與高雄晶圓廠(Fab 22)將同步投產,初期月產能預計突破 5 萬片。

為支援 2nm 製程,台積電積極採購 ASML 的EUV(極紫外光刻機),2024 年已訂購 30 台,2025 年再增購 35 台,其中包含最新的 High-NA EUV 設備。業界預測,到 2026 年,台積電的 2nm 月產能將提升至 12 萬至 13 萬片,大幅領先競爭對手。

荷蘭晶片設備製造商、光刻機巨頭艾斯摩爾公司(ASML Holding)是世界上唯一使用極紫外光刻機製造商。目前中國仍無此技術。 圖 : 翻攝自ASML

台積電 2nm 的主要客戶包括蘋果、AMD、Intel、博通等。其中,蘋果被傳已預訂首批 2nm 產能,並將用於 A20 處理器,該晶片預計搭載於2026 年發表的 iPhone 18 系列,不過,台積電與蘋果均未對此發表正式評論。

Intel 近日則在「Intel Vision 2025」大會上宣布,其 18A 製程(相當於 1.8nm)已進入風險試產階段,這意味著 Intel 正穩步推進先進製程技術,以挑戰台積電的市場領先地位。

去年 Intel 宣布將 20A 製程轉向外部代工,並將資源集中至 18A,主因是:
1. 財務壓力:2023 年Intel 業績低迷,削減 100 億美元資本支出,取消 20A 可節省成本。
2. 18A 良率領先 : 18A的缺陷密度(def/cm²)已降至 0.40 以下,技術進展優於預期。

根據規劃,Intel 將在今年下半年擴大 18A 產量,並將其應用於下一代筆電處理器 Panther Lake(酷睿 Ultra 300 系列),此產品極可能成為Intel 18A 的首款商用晶片。

Intel 圖:取自Intel 官網

日本半導體 Rapidus 在政府資金支持下,也加入2nm 競爭行列。4月1日,Rapidus 宣布,將於本月內啟動 2nm 中試線,正式啟用 EUV 設備,並計劃在 2027 財年前完成量產。此外,Rapidus 將開發先進封裝技術,以加強其競爭力。

三星方面,傳聞指出 Galaxy S26 系列將全面採用自家研發的 2nm Exynos 晶片,並放棄高通驍龍方案。三星的 2nm 製程(SF2)原預計今年5月開始量產,但業界對其技術表現仍存疑,部分原因在於三星 1.4nm 計劃已被擱置,引發市場對其先進製程進度的擔憂。

根據 TechInsights 與 SemiWiki 的分析,台積電N2(2nm)與Intel 18A各有優勢:
• 晶體管密度:台積電 N2 達 313 MTr/mm²,領先Intel 18A 的 238 MTr/mm²。
• 性能:Intel 18A 預計在效能上領先 N2,尤其是採用了 PowerVia 背面供電與 RibbonFET 環繞柵極(GAA)技術。
• 能耗表現:台積電 N2 預計將比 Intel 18A 與三星 SF2 功耗更低。

Intel 實驗室。 圖:取自Intel 官網

值得注意的是,Intel 專注於高效能處理器,因此 18A 的高效能設計可能導致其晶體管密度相對較低。最終,誰能在市場上勝出,還需看實際產品表現與客戶採用情況。

雖然 2nm 仍在量產初期,但台積電已未雨綢繆,提前布局 1.4nm(N1.4)。新竹寶山 P2 工廠已開始內部準備,並有望於 2027 年開始風險試產,2028 年量產。

與此同時,Intel、三星等競爭對手也在規劃更先進製程,然而技術與成本挑戰仍是主要障礙。例如,三星近期宣布暫緩 1.4nm 計劃,Intel則尚未公布明確的 1.4nm 時間表。

台積電2奈米良率達60%,三星僅20-30%。而所有主要營業部門首次同時出現市占率下降的情況。三星電子會長李在鎔警告高層:公司失去優勢,應重策略轉型並優先長期投資。   圖:翻攝自三星官方網站