目前3nm尚未正式商用，万众瞩目的2nm工艺何时全球首发？

随着欧美先后推出激励本土制造业的巨额芯片法案，全球芯片半导体核心地区都对未来竞争力和产业链安全问题更加敏感和警惕。尤其是美国，近年来屡屡出手限制和阻遏中国大陆企业的发展，不惜扰乱国际市场及全球产业链。如今美国新增对第四代半导体材料和先进晶体管结构所需软件的出口管制再度敲响警钟。技术封锁的铁幕随时可能再度升起，我们在依托自身市场优势吸引更多芯片产业链核心企业来华投资的同时，也必须加紧攻关，在供应链关键环节取得能与其他地区相互制衡的地位。

众所周知，三星上半年量产了3nm芯片，采用的是GAAFET晶体管技术，也就是全栅场效应晶体管，相比于上一代的FinFET晶体管，功耗率，性能更强。而台积电则会在2nm时使用上GAAFET技术，目前业界公认的是，只要芯片进入2nm，就一定要使用GAAFET晶体管技术，之前的FinFET晶体管技术，必须抛弃。而之前也一直传闻，美国有意将设计GAAFET晶体管的EDA软件，进行出口管制，不允许卖到中国大陆来，以此来卡死中国大陆的2nm技术。

据台湾联合报报道，台积电今天在它举办的北美技术论坛上公布了2nm制程工艺。按照台积电的说法，和3nm相比，相同功耗下，2nm速度要快10~15%;相同速度下，功耗则要低25~30%。

坦率说，目前3nm尚未正式商用，普通消费者能体验到最先进制程还是4nm。2nm距离我们还是相当遥远的，台积电表示，2nm工艺将于2025年量产。按照之前的经验推断，用上2nm的手机可能都到iPhone 17了。

说实话，现在工艺制程的推进速度不是特别理想。据最新曝光消息，苹果秋季要上线的A16芯片用的是4nm增强版工艺，而不是之前大家期盼的3nm。

安卓阵营来说的话，工艺制程的进步，并没有真正解决顶级旗舰芯片的发热问题，甚至导致实际峰值性能持续时间非常短，综合体验不如几年前的老款旗舰芯片。

但即便如此，大环境下，相比于工艺进步不明显这种“小问题”，可能缺芯才是最大问题。除了手机，汽车等行业对芯片的需求量同样非常高，只是这些芯片对工艺制程要求不高，厂商更注重的还是可靠性、产量、价格等。

台积电作为芯片代工行业里头部的头部，技术先进性自然是毋庸置疑的。只是，作为探路者，在先进制程突破上暂时遇到挫折也是很正常的。同时，台积电每年的净利润数字都很惊人，但在先进制程上的投资规模也相当庞大。对台积电来说，已经实现了高投资高回报的良性循环。

我们也制造日本半导体的落寞和美国是有关系的，不过目前局势变了，日本已经与美国展开合作，共同攻克2nm的工艺。

如果2025年日本真的能实现2nm的量产，这很可能让日本有不输台积电和三星、英特尔的技术。

尽管绝大部分半导体市场都被成熟制程占据，多数应用领域并不需要用到更先进的2nm工艺，但各企业还是竞相追逐先进制程，甚至近日传出日美两个半导体大国要联合研发2nm芯片的消息。“2nm现象”，值得深思。

先进制程市占率上升

不难看出，尽管如今半导体市场被成熟制程占据，但先进制程仍举足轻重。

随着摩尔定律的继续推进，在先进制程的发展之路上，荆棘重重，这使得不少厂商开始选择放弃先进制程的竞争，彻底投身于成熟制程的研发。例如，晶圆代工厂格芯曾在2020年公开表示放弃7nm以下工艺的竞争。

然而，随着人们对新兴技术追求脚步的不断加速，近年来市场对于先进制程的热度有增无减，且市占率不断飙升。

IC Insights数据显示，2019年，10nm以下先进制程芯片的市占率仅为4.4%，到2024年其比例将增长到30%，而10nm～20nm制程的市占率将从38.8%下降到26.2%，20nm～40nm制程的市占率将从13.4%下降到6.7%。

台积电2021年财报显示，其在7nm及以下制程芯片的营收占2021年全年营收的50%。此外，台积电在其法说会上表示，其资本支出中的80%将用于3nm、5nm及7nm等先进制程芯片的研发。作为如今业界“唯二”能制造出先进制程芯片的晶圆代工厂商之一，其营收情况以及资本支出可以表明，市场对于先进制程的热度只增不减。

此外，除了手机、电脑等传统意义上先进制程芯片的典型应用领域外，一些曾经以成熟制程芯片为主的应用领域，如今也不难看到先进制程芯片的身影。例如，已有部分企业在规划更先进制程工艺的车规级芯片，如芯擎科技、恩智浦、高通、英伟达等，将陆续发布7nm、5nm制程芯片。

是开发GAAFET的必备软件工具，被军用和航空航天国防工业用于设计复杂的集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)和电子系统。美国商务部工业和安全局正在征求公众意见，以决定ECAD的哪些具体功能尤其适用于设计GAAFET电路，确保美国政府能有效实施管制。GAAFET是制造2nm及更先进制程工艺所不可或缺的晶体管结构，能提供比上一代主流晶体管结构FinFET更好的静电特性、更强的沟道控制能力，推动先进制程持续演进。目前三星采用GAAFET结构的3nm芯片已经量产，台积电亦在紧锣密鼓地推进GAAFET研发，计划将其导入2nm制程节点。

氧化镓能实现更高功率、更低损耗、更低成本、更好性能，被期待用于功率半导体，目前已实现大尺寸(6英寸)突破。日本在该领域的研究领先全球，率先实现量产并进入产业化阶段，我国科技部亦将氧化镓列入“十四五重点研发计划”。金刚石很早就被称作“终极半导体”，拥有耐高压、大射频、低成本、耐高温等特性，被认为是制备下一代高功率、高频、高温及低功率损耗电子器件最有希望的材料，用其作为半导体芯片衬底，有望完全解决散热问题，并利用金刚石的多项超级优秀的物理化学性能。

在半导体技术上，日本在上世纪80年曾是全球第一，还最早发明了NAND闪存，如今日本半导体行业已经下滑，虽然在闪存芯片、制造设备等领域还有竞争力，但最先进的逻辑工艺仅40nm左右，已经落后于中国。

日本半导体衰落跟美国当年的打压以及刻意扶植韩国等因素有关，当年Intel退出内存芯片领域也是跟日本公司的竞争有关，不过现在的形势变了，日本在先进工艺上已经跟美国展开了合作，试图在未来几年量产2nm工艺。

据日本媒体报道，日本与美国在半导体领域已经达成了合作，美国国立研究机构和日本的大学计划在日本国内成立联盟，Intel以及IBM公司也有可能参与其中，他们提供技术平台，与日本的半导体设备及材料公司联合开发可以用于数据中心及汽车自动驾驶等行业的先进技术。

此前的消息称，日本与美国计划在2025年左右量产2nm工艺，这将是世界上最先进的工艺，届时不输台积电、三星或者Intel公司的工艺水平。