2nm工艺全球首发，FinFET时代终结？

9月12日消息，据台媒《经济日报》报道，晶圆代工厂台积电2nm制程将于2025年量产，市场看好进度可望领先对手三星及英特尔。台积电先进制程进展顺利，3nm将在今年下半年量产，升级版3nm(N3E)制程将于3nm量产一年后量产，即2023年量产，2nm预计于2025年量产。

台积电2nm厂将落地竹科宝山二期扩建计划，“竹科管理局”已展开公共设施建设，台积电2nm厂也开始进行整地作业。

台积电2nm首次采用纳米片架构，相较N3E制程，在相同功耗下频率可提升10%至15%。在相同频率下，功耗降低25%至30%。

台积电总裁魏哲家日前在技术论坛中强调，台积电2nm将会是密度最优、效能最好的技术。市场也看好，台积电2nm进度将领先对手三星及英特尔。

了解到，此前消息称，虽然在3nm世代略有保守，但无论如何，鳍片(Fin)宽度都已经接近实际极限，再向下就会遇到瓶颈，所以外资法人预估台积电2nm先进制程将采用环绕式闸极场效电晶体GAAFET高端架构生产2nm芯片。

作为全球最强的芯片代工巨头，台积电于6月16日在2022年度北美技术论坛上首次宣布，将推出下一代先进工艺制程N2，也就是2nm，将采用GAAFET全环绕栅极晶体管技术，预计2025年实现量产。

GAAFET架构在近年来的半导体行业内可谓是万众瞩目。按照“摩尔定律”来讲，每隔18~24个月，芯片上的晶体管数量便会增加一倍，芯片的性能也会随之翻倍提升。但在当前，传统的FinFET结构在7nm、乃至5nm工艺时代已经逼近物理极限，新的晶体管技术呼之欲出。

三星比台积电更早确认将采用GAAFET架构。众所周知，作为全球半导体制造“三巨头”，英特尔此前卡在了10nm工艺上，从而导致在目前5nm制程时代中，仅有台积电和三星可以相互抗衡，而事实上三星始终处于落后地位。为了超越台积电，三星决心在3nm工艺制程上就采用GAAFET架构。

在2021年，三星工厂就已经完成采用GAA晶体管架构的3nm芯片流片。据三星官方表示，与7nm FinFET制程相比，3nm GAA技术的逻辑面积效率提高35%以上，功耗降低50%，逻辑面积减少45%。

GAA晶体管拥有比FinFET更好的静电特性，在相同尺寸结构下，GAA的沟道控制能力更强，为尺寸进一步微缩提供可能性，这意味着它能够提供更高的性能。

但是，相比三星的激进，台积电的做法更加保守。在2022下半年即将量产的3nm制程中，台积电仍然沿用FinFET架构，将其做到接近实际极限。不过，随着此次2nm GAAFET的正式官宣，也证明了两家最终都会全面转向GAA架构，无非是时间早晚而已。

当然，三星的激进是为了能够在工艺水平上超越台积电。而后者的保守，更多的是出于成本考虑。作为全球拥有客户订单量最多的代工巨头，台积电保持架构不变既能够省掉成本和建设时间，又能减少新工艺诞生初期可能存在的“翻车”风险，让客户更加放心。

不仅仅是2nm芯片，台积电还将引入ASML最强光刻机

在官宣2nm芯片预计在2025年量产的同时，台积电还表示，将在2024年引进ASML阿斯麦下一代最强、最先进的光刻机，即高数值孔径极紫外光刻机(High-NA EUV)。

根据此前阿斯麦称道，更高的光刻分辨率将允许芯片缩小1.7倍，同时密度增加2.9倍。未来比3nm更先进的工艺，将极度依赖High-NA EUV光刻机。

台积电3nm工艺已经确定在今年下半年量产，升级版3nm(N3E)制程计划明年下半年量产，2nm预计在2025年量产。

台积电2nm制程工艺将首次采用纳米片架构，将会比明年量产的N3E制程带来更高的能效比，相同功耗下，2nm芯片频率可提升10%至15%。在相同频率下，功耗降低25%至30%。

台积电2nm制程又将领先全球，而中国大陆的中芯国际受限于EUV光刻机无法进口，其先进制程工艺还未能大规模量产商用。

那么中芯国际现在具体状况如何，还能否扛起中国芯片制造业发展的大旗?

自从华为被制裁后，中芯国际一直被业内视为中国芯片产业复兴的关键，国人也对其充满期待。然而最近这两年，中芯国际堪称是经历了一段内忧外患的至暗时刻。