2nm芯片争夺战，三星计划于2025年量产，台积电呢？

6月20日消息，据 BusinessKorea 报道，三星电子正计划通过在未来三年内打造2纳米GAA(Gate-all-around)工艺来追赶台积电。

据悉，GAA 是下一代工艺技术，改进了半导体晶体管的结构，使栅极可以接触到晶体管的所有四面，而不是目前 FinFET 工艺的三面，GAA 结构可以比 FinFET 工艺更精确地控制电流。根据 TrendForce 的数据，在 2021 年第四季度，台积电占全球代工市场的 52.1%，远远超过三星电子的 18.3%。三星电子正押注于将 GAA 技术应用于3纳米工艺，以追赶台积电。据报道，这家韩国半导体巨头在6月初将3纳米GAA工艺的晶圆用于试生产，成为全球第一家使用GAA技术的公司。三星希望通过技术上的飞跃，快速缩小与台积电的差距。3 纳米工艺将半导体的性能和电池效率分别提高了 15% 和 30%，同时与 5 纳米工艺相比，芯片面积减少了35%。

台积电这几年之所以能坐稳半导体代工厂的头把交易，与其在先进制程上一骑绝尘的表现密不可分。当然三星、Intel 也在新工艺上花了不少工夫，希望能夺回半导体制造上的领先地位。

目前，各大晶圆制造厂商关注的重点是更先进的 3nm、2nm 技术，以满足高性能计算等先进芯片需求。最近台积电首次全面公开了旗下的 3nm 及 2nm 工艺技术指标，相比 3nm 工艺，在相同功耗下，2nm 速度快 10~15%;相同速度下，功耗降低 25~30%。密度提升只有 10% 的话，对苹果及、AMD、高通、NVIDIA 等客户来说，这是不利于芯片提升的，要么就只能将芯片面积做大，这无疑会增加成本。

台积电在论坛上透露 2nm 制程工艺将基于全新的纳米片电晶体架构，与 5nm 工艺所采用的鳍式场效应晶体管(FinFET)完全不同。此前有消息透露称，台积电 2nm 建厂计划相关环保评审文件已提交送审，力争明年上半年通过环评，随即交地建厂，第一期厂预计 2024 年底前投产。在 2024 年进行风险试产，在 2025 年进行量产。

美国和日本要搞2nm芯片，这美国不是有台积电和三星吗?为什么它又要去扶持日本?说起来你可能不信，美国的这一举动，很可能就是针对“不听话”的台积电，就像当年扶植三星搞垮日本半导体企业一样。日本虽然在半导体领域已经有点没落了，但仍然垄断了许多关键材料的生产。比如说，在芯片生产所必需的19种材料中，日本就有14种材料都占据50%以上的份额，还有信越化学和 Sumco 等强大的芯片材料制造商。而美国自己就不用说了，除了在EDA软件、芯片架构等芯片设计底层技术上处于垄断地位，还掌握着许多关键设备和关键技术，例如光刻机，就是台积电也不能完全摆脱美国技术的限制。

我们日常所说的数字芯片广义上指的是硅基芯片，但随着芯片技术的迭代，到达7nm节点之后，再要往前进一点面临的都是几十甚至上百倍的困难。目前数字芯片的迭代也已经逼近物理临界点，想要实现突破，继续在最先进制程上死磕是没用的。

在这种情况下，各国也都开始寻找新的材料以取代传统的硅基芯片，谁能最先找到并取得进展，谁就能在未来的发展中拥有更多的话语权。这对我们来说无疑是一个机会。当然这并不是说我们就放弃了先进制程的研究，而是我们在追求先进制程的过程中，也在不断寻找新的突破口，以实现弯道超车。

由于其技术和供应链的特殊性，目前全球能制造出EUV光刻机的也就ASML一家。我们想要在光刻机上突破瓶颈希望渺茫。而如果聚焦于石墨烯芯片，那就无需EUV光刻机了，这对我们来说是更加有利的。

在今年召开的IEEE国际芯片导线技术会议中，imec所提出的几种未来能够延续摩尔定律的方法也大多是建立在石墨烯材料上的。这也就意味着，石墨烯材料是得到国际承认的。