明年继续是3nm的高光时代，2024到2025年则是2nm工艺量产

如今的半导体芯片工艺制程越来越先进了，今年三星量产了3nm工艺，台积电的3nm也蓄势待发，明年就会是3nm的高光时代，2024到2025年则是2nm工艺量产。

我们知道，先进工艺生产出来的芯片性能更强大，能效也更好，但这也不是没有代价的，最大的麻烦就是烧钱，不仅是3nm、2nm工厂建设需要200亿美元以上的资金，哪怕是AMD、NVIDIA、苹果、高通这样的芯片设计公司，开发一款芯片的成本也会越来越高。

在前不久的IEDM会议上，Marvell公司公布了一些数据，援引IBS机构分析了各个工艺下芯片开发成本，其中28nm工艺只要4280万美元，22nm工艺需要6300万美元，16nm工艺需要8960万美元。后面的先进工艺开发成本就直线上涨，7nm需要2.486亿美元，5nm需要4.487亿美元，3nm需要5.811亿美元，而2nm工艺需要的开发资金是7.248亿美元，人民币约合50亿。

也就是说，如果某家公司想要自己搞一款先进工艺芯片，比如2nm处理器，不说设计周期要几年时间，光是投入的资金就得50亿元。这还不算生产的费用，2nm代工价格现在还没有，但是3nm工艺就要2万美元以上了，涨价25%。照这样发展下去，未来2nm的CPU及显卡就算能做出来，成本也会一路上涨，在这个方向上已经没有退路了。

日本半导体公司Rapidus最近与比利时的IMEC合作备忘录显示，该公司正推进先进半导体技术的研发和生产，Rapidus计划到2025年量产2纳米半导体，到2027年量产2纳米改良后的超精细工艺半导体。据悉，Rapidus是一家由日本八大企业联合投资成立的公司，包括丰田、索尼、Kioxia、NTT、Denso、NFC、三菱和软银。

台积电在2022年技术论坛上正式公布了3nm及2nm工艺的路线图，其中2nm工艺会使用GAA晶体管，技术进步非常大，但是晶体管密度提升有限，只有10%，远远达不到正常摩尔定律迭代的要求。

对于这个问题，在昨天的台积电财报会上，联席CEO刘德音也回应了2nm晶体管密度的问题，他指出2nm工艺不仅仅意味着芯片密度，其同时还包括新的电源线结构、新的小芯片技术，以允许我们的客户进行更多的架构创新。

目前台积电客户的核心需求在于电源效率，为了满足客户需求同时控制成本，台积电限制了2nm的整体密度。

从台积电的回应来看，2nm晶体管密度提升不大是他们刻意为之，一方面是使用的新技术更偏向节能，另一方面则是客户的需要，要降低成本。

考虑到3nm工艺都有5个衍生版本，台积电的2nm工艺未来肯定也会有多个版本，晶体管密度提升的版本应该也会有的。

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。

今天凌晨举行的台积电北美技术论坛上，台积电(TSMC)正式公布未来先进制程路线图。

其中，台积电3nm(N3)工艺将于2022年内量产，而台积电首度推出采用纳米片晶体管(GAAFET)架构的2nm(N2)制程工艺，将于2025年量产。

台积电总裁魏哲家在线上论坛表示，身处快速变动、高速成长的数字世界，对于运算能力与能源效率的需求较以往更快速增加，为半导体产业开启前所未有的机会与挑战。值此令人兴奋的转型与成长之际，台积电在技术论坛揭示的创新成果彰显了台积电的技术领先地位，以及支持客户的承诺。

与此同时，台积电研发资深副总裁米玉杰(YJ Mii)在这场会议上宣布，台积电会在2024年拥有光刻机巨头ASML最先进、最新的高数值孔径极紫外光(high-NA EUV)曝光机微影设备，即第二代EUV光刻机。“主要用于合作伙伴的研究目的......针对客户需求，开发相关基础架构与格式的解决方案，推动创新。”