最新的手机芯片工艺制程已经来到了5纳米，最火的是骁龙888

我们都知道，作为全球几乎人手一部的智能手机已经成为最新微科技的代表，小小的手机内部集成了目前工艺最先进的芯片。最新的手机芯片工艺制程已经来到了5纳米，华为麒麟9000晶体管数量达到了153亿，苹果A14的晶体管数量是114亿。而最火的骁龙888

高通官方虽然没有公布具体的晶体管数量，但也达到了百亿以上再创新高。由于芯片工艺制程提升的难度之大，不出意外的话，5纳米的寿命大概还会维持2-3年。然而令人没想到的是

就在近日，IBM却突然放出大招，宣布已成功研制出全球首款采用2纳米 (nm)规格的芯片，IBM官方表示，相比7纳米工艺来说，IBM的2纳米芯片的性能提升了45%，能耗降低了惊人的75%。可能你还无法感知2纳米芯片到底有多牛，首先对比晶体管的数量

上面小智给出了目前主流5纳米芯片的晶体管数量大概都在百亿之上，而IBM的2纳米芯片晶体管数量高达500亿，在小指甲盖一样小的面积里放下数量如此巨大的晶体管，令人叹为观止

不仅如此，工艺制程提升带来的性能增强和功耗极具下降，简单来说，2纳米芯片在采用5纳米同样性能的情况下，续航时间延长不止一倍。按照IBM官方的说法，搭载它们2纳米芯片的手机，可在同样电池容量的情况下充一次电能能让续航时间达到惊人的4天!

它还能让手机，PC，其它智能设备变得更加小巧轻薄，体验却丝毫没有下降反而在应用程序处理速度，语言翻译辅助功能，互联网访问速度等方面有质的提升。不过大家先别高兴

继今年6月首度公布2纳米制程路线图后，备受关注的芯片制造巨头台积电的高端制程量产推进时间表也于近日敲定。公开报道指出，台积电先进制程目前进展顺利，3纳米将于今年下半年量产，升级版的3纳米制程将于2023年量产，2纳米则预计于2025年量产。

作为全球最先进的芯片制程，台积电2纳米首次采用全新架构。据台积电总裁魏哲家在此前的技术论坛上透露，相较3纳米制程，采用新架构的2纳米制程芯片在相同功耗下频率可提升10%至15%，在相同频率下功耗能降低25%至30%。值得注意的是，2纳米将是台积电工艺制程方面的一个转型节点。由于传统的架构工艺已经接近效能极限，台积电最大的对手三星、英特尔已经在3纳米上使用最新工艺架构，但或是出于保守考虑，台积电3纳米仍然沿用了传统架构工艺，这使得业内对台积电3纳米芯片的性能产生了颇多质疑。

而随着最新制程的时间表陆续敲定，业内认为，台积电将进一步拉开与三星、英特尔的差距。CHIP全球测试中心中国实验室主任罗国昭向《中国经营报》记者表示，台积电在2纳米制程上的转型发力如果成功，会将此前在头部客户积累上的优势进一步放大，这也意味着全球芯片制造市场的马太效应或将进一步加剧。虽然新架构的市场前景未明，但放弃传统架构，对执行业牛耳的台积电而言，或许只是迟早的事情，尤其是在三星、英特尔的步步进逼之下，旧架构的短板尤为凸显。

长久以来，芯片制造厂商在先进制程方面都采用了鳍式场效电晶体(FinFET)架构，尤其是在台积电内部，FinFET的技术积累尤为成熟，这也助其持续在先进制程的研发上保持领先。但随着芯片进入5纳米范围以下，FinFET的弊端也开始显现。一位国内存储芯片厂商的技术负责人告诉记者，集成电路工作通电时内部晶体管会存在漏电效应。“传统上可以通过控制晶体管的间距降低这种影响，但当制程低到一个极限时，漏电的影响无可避免。”该负责人表示。

而在业内这个极限节点普遍被认为是3纳米，虽然台积电宣称通过技术改进很好地解决了漏电问题，但意图赶超台积电的三星已抢先做出改变，使用了新的全栅场效应晶体(GAAFET)结构，并宣布在2022年推出3纳米GAA(全环绕栅极晶体管)的早期版本，而其“性能版本”将在2023年出货。“新架构还不算很成熟，台积电历来是稳扎稳打的风格，在3纳米策略上应该还是不想太冒进。但三星不一样，他们在5纳米上已经极大落后于台积电，想要赶超也只能放手一搏。”半导体产业分析师季维告诉记者。

季维表示，其实台积电一直在进行GAAFET的研发，并预备在2纳米上再从FinFET切换到GAAFET，这样在成本过渡上会更为合理，而在3纳米方面台积电也升级了相应的FinFET架构，依然保证了产品性能的稳定。值得注意的是，三星也的确为激进的制程策略付出了代价。由于新架构的良率出现问题，三星2021年中期宣布原本计划于2022年投产的3纳米芯片延期一年至2023年，与台积电几乎一致。因此，从结果而论，三星的抢跑计划并没有成功实现。罗国昭认为，对手握苹果等众多一线厂商订单的台积电来说，产线和出货稳定性的优先级是高于技术创新的。这种稳定性也意味着，只有达到十足的把握，台积电才会在2纳米上采用新架构。

美国于近日确立了促进国内半导体生产的法案“CHIPS and Science Act(CHIPS法案)”，但三星电子(Samsung Electronics)、SK海力士(SK Hynix)等韩国半导体厂家是否接受美国政府的资金援助，还是未知数。

此外，日本政府为新设半导体工厂的企业，提供补助金，这笔补助金被用在了台湾TSMC的熊本工厂、铠侠(原东芝存储半导体)&美国西部数据(以下简称为“WD”)的四日市工厂。但是，即使以上企业获得了日本政府的资金补助，日本的半导体全球市占率也不会有所提高。

另外，日本经济产业省曾发布新闻称，在2024年之前日本和美国合作研发2纳米逻辑半导体，并计划在日本量产。而笔者认为，这是完全不可能的，简直是天大的笑话!

笔者将在下文中详细分析以上问题。下文为笔者最初的感想。

对于美国的“以本国利益为中心的政策”，可能会引起其他国家半导体背离美国。(或许美国是为了把补助金仅支援给英特尔等美国本土半导体厂家。)

同时，即使日本的“不谙世事”的“职业官僚们”确立强化半导体生产的方案，也不会有任何效果。此外，甚至日本政府还提出了“日本要在2025年开始量产2纳米”等极具搞笑意义的方案，笔者认为这是非常滑稽的。真是一桩世界级的丑闻，笔者真心希望不要确立以上法案。

为了强化美国本土的半导体生产，2022年8月9日，美国总统拜登签署“CHIPS法案”，该法案正式生效。美国试图通过此法案强化美国半导体生产。在美国设有半导体工厂和研发(R&D)中心的TSMC、三星电子、SK海力士到底是不是应该接受美国政府的援助呢?

该“CHIPS法案”指出，投资共527亿美元(约人民币3636亿元)用于美国的半导体生产和研究开发，明细如下，投资约390亿美元(约人民币2691亿元)用于吸引外资赴美建半导体工厂(其中20亿美元用于支援车载、国防系统等方向的传统型半导体生产)，132亿美元(约人民币910亿元)用于研究开发和培养人才，5亿美元(约人民币35亿元)用于国际信息通信技术安防和半导体供应链。