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    臺積電2nm制程計劃將對所有客戶“不打折、不議價”,價格比3nm高出約50%-66%

    作者:陳玲麗 時間:2025-08-21 來源:電子產品世界 收藏

    全球晶圓代工企業圍繞制程的競爭愈演愈烈,據報道,已將制程晶圓價格定為每片約3萬美元,并對所有客戶實行統一價格。據半導體行業消息人士透露,宣布,計劃將制程的生產價格定為每片3萬美元,且對所有客戶實施“不打折、不議價”的策略。這比目前的制程價格高出約50%-66%。

    2nm制程良率快速攀升

    得益于存儲芯片領域的技術優化,臺積電2nm制程自去年7月在新竹寶山晶圓廠風險試產以來,良率從去年底的60%快速攀升至當前的90%(256Mb SRAM)。供應鏈傳出,最近臺積電位于高雄楠梓科學園區第一座晶圓廠(F22廠P1)邁入量產新里程碑,月產能在1萬片左右。另外,經過近4個月的廠房趕工、建置無塵室等廠務工程后,高雄2nm第二座廠(P2)進入裝機階段,預計今年底前加入試產行列,P1、P2規劃今年共可達3.5萬片月產能。

    節點的初期投產經驗看,良率爬坡是一大挑戰。但憑借節點200萬片晶圓的量產經驗,將2nm工藝開發周期壓縮至18個月,良率僅用9個月便從30%提升至60%,預計年底將具備每月5萬至8萬片晶圓的投片能力。此外,臺積電收到的2nm工藝流片(芯片設計驗證階段)數量是5nm工藝的四倍,顯示出市場對2nm工藝的強烈需求。臺積電N2的商用化將全球芯片設計企業推向新一輪“競速賽”,AMD、英偉達、聯發科、高通和蘋果等關鍵客戶均已鎖定2nm產能。

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    4月1日起,臺積電2nm晶圓的訂單通道將正式開放,臺積電董事長魏哲家透露,客戶對于2nm技術的需求甚至超過了3nm同期。蘋果有望率先鎖定首批供應,根據知名蘋果供應鏈分析師郭明錤的最新分析,2026年下半年上市的iPhone 18全系列將搭載的A20處理器或全球首發2nm工藝。

    受惠AI相關客戶需求熱,2nm在頭兩年設計定案數量的高于5/3nm同期表現,并預估5年內驅動全球達2.5兆美元終端產品價值。業界傳出,臺積電近期向升陽半導體提出追加再生晶圓的需求,顯見2nm先進制程訂單增加超過預期。2025年Q1,其營收達257.8億美元,同比增長41%,其中59%來自AI驅動的高性能計算(HPC)領域。臺積電預計其AI相關營收在未來五年將保持年均增長45%,帶動整體營收接近20%的年復合增長率。

    臺積電2nm工藝性能優秀

    自芯片代工行業進入先進制程后,該架構也開始逐漸失效,2nm的節點就被普遍認為是“決戰節點” —— 全環繞柵極(GAA)納米片晶體管被提出。與FinFET相比,GAA架構相當于將柵極的鰭片旋轉90°,然后再在垂直方向上分成了多條鰭片,來增加其與溝道的接觸面積。2nm制程標志著臺積電首次引入GAA晶體管架構,即納米片(nanosheet)技術,取代此前長期主導的FinFET晶體管。

    實際上,GAA技術在的3nm制程中就被搶先采用,但由于開發難度過大且時間緊迫,其3nm試生產的良率不足20%,根本無法滿足量產需求,甚至無法自給自足。蘋果、高通、聯發科、英偉達等科技巨頭都將3nm芯片的訂單交給了臺積電,臺積電幾乎包攬了全球的3nm芯片產能。

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    相比于的“一步到位”,臺積電則選擇在2nm工藝中首次引入GAA架構。此前在IEDM 2024大會上,臺積電披露了N2工藝的關鍵技術細節和性能指標:對比3nm,晶體管密度增加15%,同等功耗下性能提升15%,同等性能下功耗降低24-35%。這一提升得益于GAA技術更低的閾值電壓,從而降低了漏電功耗。

    對比傳統的FinFET晶體管:臺積電N2工藝可以在0.5-0.6V的低電壓下,獲得顯著的能效提升,可以將頻率提升大約20%,待機功耗降低大約75%;還應用了全新的MOL中段工藝、BEOL后段工藝,電阻降低20%,能效更高;針對高性能計算應用,臺積電2nm還引入了超高性能的SHP-MiM電容,容量大約每平方毫米200fF,可以獲得更高的運行頻率。

    整個N2系列將增加臺積電的全新NanoFlex功能,該功能允許芯片設計人員混合和匹配來自不同庫的單元,可以優化溝道寬度以提高性能和功率,然后構建短單元(以提高面積和功率效率)或高單元(以提高15%的性能)。

    同時,臺積電還在研發N2P(N2增強版本),計劃2025年完成資格認證階段,2026年下半年量產。與原始N2相比,N2P功耗降低5%-10%(在相同頻率和晶體管數量下)或性能提高5%-10%(在相同功率和晶體管數量下),并完全兼容N2。在歐洲開放創新平臺論壇上臺積電宣布,Cadence和Synopsys的所有主要工具以及西門子EDA和Ansys的仿真和電遷移工具,都已為臺積電的N2P制造工藝做好準備。

    用不起的臺積電2nm工藝

    目前,臺積電已在新竹寶山工廠開始了2nm工藝的試產工作(每月5000片晶圓的小規模生產),初期良率是60%,這意味著有將近40%的晶圓無法使用,每片晶圓的代工報價可能高達3萬美元。

    2016年,制程技術演進至10nm后,報價增幅顯著,達到6000美元;進入7nm、5nm制程世代后,報價破萬;相比于2nm,目前3nm晶圓的價格大約在1.85-2萬美元/片之間。以iPhone 18 Pro系列首發搭載的A20 Pro處理器為例,這顆首個利用臺積電2nm工藝制程的芯片,價格將由目前的50美元上漲至85美元,漲幅高達70%。由于先進制程報價居高不下,芯片廠商成本高企,勢必將成本壓力轉嫁給下游客戶或終端消費者。

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    2024年,高端智能手機集體用上了基于3nm工藝的旗艦芯片:驍龍8至尊版、天璣9400、A18系列都采用了臺積電3nm工藝。相比4nm工藝,3nm工藝的代工費貴了不少,加上內存儲存等核心元器件的漲價,讓驍龍8至尊版/天璣9400旗艦機的價格普遍上漲。以小米為例,小米15的起售價,比上代就上漲了500元。

    不可否認的是,高工藝的芯片確實帶來了更高的性能和更低的功耗,但隨之而來的高昂價格也讓許多客戶望而卻步。而臺積電之所以這么報價,當然是因為:沒有對手。據報道,臺積電已調整了對客戶的2025年代工報價,以緩解海外設施高昂運營成本和2nm部署成本造成的毛利率損失的影響。臺積電的高定價政策并非僅僅反映了生產成本,而是一種通過將有限的初始產能集中在“高端需求”上來實現利潤最大化的策略。

    值得注意的是,由于2nm晶圓單片成本高達3萬美元,臺積電希望通過進一步降低成本來吸引其他客戶,因此可能在4月推出「CyberShuttle」服務來降低客戶成本,即允許在同一測試晶圓上評估芯片,以減少研發開支。臺積電在3nm芯片的全球競爭中幾乎達到壟斷地位,而最新消息來看,其在2nm技術上的優勢已經遠超同行 —— 目前為止仍未吸引到足夠的客戶來參與其2nm芯片的代工,英特爾則在技術上落后。

    臺積電N2還有對手嗎?

    半導體設計企業在3nm以下的先進工藝中對臺積電的依賴程度不斷加深,2nm芯片的價格如此高昂,一方面是因為各個環節的成本都在上升,另一方面也是因為臺積電在芯片代工行業中,已經形成了事實上的壟斷。而臺積電產能不足、價格上漲,半導體設計企業對代工廠商多元化的意愿也在不斷增強。那么在進入2nm工藝時代后,行業內還有能掣肘臺積電的力量嗎?

    臺積電的競爭對手三星正在全力提升2nm制程良率,并推動現有客戶日本PFN等公司進行測試,以爭奪2nm制程市場。此前業內就有傳聞稱,三星在3nm工藝制程上跌了個大跟頭后已經有暫停3nm工藝開發,全力“All in”2nm工藝的打算,立志要在2nm工藝制程上完成追趕。

    業內人士透露,三星在其平澤P2和P3生產基地的4nm、5nm和7nm制程中,已有超過30%的代工生產線停產,并計劃在年底前將停產比例擴大至約50%。而3nm的情況更不樂觀,報道指出三星目前第一代的3nm制程工藝目前良率只有60%。考慮到其位于華城的S3產線,在還未正式量產3nm晶圓前,就開始計劃將設備升級為2nm工藝的配套設備,這種說法可能并非空穴來風。

    據報道,三星2nm工藝的良率約為40%,為了恢復技術信譽并獲得客戶認可,該公司正采取相對低價和快速響應的策略來吸引新客戶。但按照三星的規劃,其2nm產能至少要到2027年才能量產。

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    三星2nm工藝不僅要面對良品率較低的老問題,而且還要將性能功耗提升到客戶所期望的水平,這可能是承受了數萬億韓元虧損的三星代工業務的最后機會。三星代工翻車是從高通驍龍888芯片出現了過熱問題開始,這是由于當時三星的5nm工藝結合Arm的X1超大核心功耗過高導致的,因此從驍龍8+ Gen1開始,高通驍龍8系平臺轉投臺積電。如果驍龍平臺轉向三星2nm工藝制程,那么其功耗問題將會是業內關注的熱點。

    相關報道稱,高通在測試三星的2nm工藝,不過尚未敲定高通是否會將訂單交給三星。畢竟在驍龍8+Gen1表現不俗之后,高通的驍龍8Gen2、驍龍8Gen3、驍龍8至尊版等旗艦芯片,都是由臺積電代工。而且在驍龍8至尊版轉向自研CPU架構后,CPU超大核主頻達到了驚人的4.32GHz,功耗要求極高,現在確實是只有臺積電才能做到。

    另一邊的英特爾,雖然已經完成18A工藝(等效2nm)的試生產工作,但被曝良率過低,且公司正處于動蕩期,量產時間也是遙遙無期。臺積電過于有統治力的市場主導地位在2nm制程上仍會延續。從目前的進度來看,先進制程的主要競爭者在2nm上依舊不能望其項背。

    臺積電在美2nm生產線最早可能在2026年投產

    臺積電宣布將最先進的2nm制程技術加速轉移至美國亞利桑那州生產基地,這僅比在中國臺灣本土的生產線投產晚一年,此前“海外工廠技術至少落后一代”的承諾徹底失效,標志著其全球布局邏輯發生根本性顛覆。這一決策標志著半導體產業格局的劇變,更是美國重構半導體產業鏈的野心與全球化退潮的殘酷現實。

    臺積電目前正在亞利桑那州的Fab P3工廠籌備2nm(N2)生產線,最早可能在2026年投產。根據規劃,美國工廠將承載臺積電30%的2nm產能,結合3nm/4nm等其他制程,美國基地總產能占比將突破40%。未來甚至或許有更激進的規劃,后續第四座晶圓廠可能直接導入1.4nm(A14)工藝,真正與美國實現“技術零時差”的。官網信息顯示,與臺積電領先業界的N2制程相比,A14將在相同功耗下,提升達15%的速度;或在相同速度下,降低達30%的功率,同時邏輯密度增加超過20%。

    臺積電77%的營收來自北美客戶(蘋果、英偉達、AMD等),而這些科技巨頭在《芯片法案》壓力下要求「在地化生產」以保障“供應鏈安全”,所以對這家中國臺灣巨頭來說,在美國建立強大的芯片網絡至關重要。目前,臺積電在美國的投資已追加至1650億美元,遠超初期計劃,其亞利桑那州基地將建設6座晶圓廠、2座先進封裝廠和1座研發中心,首次在北美構建從晶圓到成品的完整生態系統閉環。臺積電正打破「制造-封裝分離」的傳統模式,配套建設的先進封裝廠將引入SoIC及CoPos等3D集成技術,終結當前“美國造晶圓、臺灣做封裝”的割裂流程。

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    同時,特朗普政府正在通過監管措施為這家芯片巨頭提供支持。美國財政部長斯科·貝森特(Scott Bessent)透露,臺積電亞利桑那州工廠目前僅能滿足美國芯片需求的7%,而其發展受限的一個重要原因是過度監管導致項目延誤,頻繁的監管干預給臺積電的項目推進帶來了巨大挑戰。特朗普政府正專注于解決監管問題,通過簡化流程幫助臺積電在美國建立更高效的供應鏈。然而,鑒于美國芯片需求的規模,臺積電可能需要數年時間才能建立一個完整的供應鏈。

    在這場深刻轉變中,中國臺灣地區自身正陷入前所未有的結構性困境。盡管本土技術領先地位短期內仍能保留,如70%的2nm核心產能,但隨著產業鏈條因全球區域化而被強制拉伸:已有超過50家關鍵臺灣設備與材料供應商隨臺積電大舉赴美投資,長期發展面臨著核心研發資源被稀釋、高端訂單被持續分流以及完整產業鏈優勢逐步瓦解的風險。

    臺積電的決定絕非孤例,而是整個半導體產業在全球政治經濟格局劇變下深刻裂變的集中體現。未來五年,納米時代的權力分配將取決于兩大核心:量產能力與地緣適配性,而地緣風險正重塑游戲規則。美國對EUV光刻機的出口管制、日本在半導體材料領域的壟斷(全球52%份額),以及歐盟對成熟制程的本土化扶持,都在加速全球供應鏈從“全球化分工”轉向“區域化堡壘”。對于大陸產業而言,突破先進制程瓶頸、實現國產化設備替代與完善本土產業鏈生態系統(如EDA工具、材料、以及核心IDM廠商的協同)則是長期而艱巨的任務。


    關鍵詞: 臺積電 2nm 3nm 三星

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