标题图片|视觉中国
在2NN工艺的决战中，台积电再次来到了前面。
12月6日，台积电消息称，台积电已在新竹县宝山工厂完成2nm工艺晶圆试产。据悉，本次试产良率高达60%，大幅超出公司内部预期。
值得一提的是，根据台积电董事长魏哲家在第三季度法人会议上的发言，2nm工艺的市场需求巨大，未来客户订单可能会超过3nm工艺。
从目前已知的信息来看，台积电已在新竹和高雄规划了至少四家工厂用于生产2nm工艺。全面投产后，四家工厂的2nm产能总计将在2026年初达到12万片晶圆。
在三星工艺开发受挫、英特尔代工业务前景不明朗的背景下，台积电在芯片代工行业取得了压倒性优势。
路线是对的
自芯片代工行业进入先进制造工艺以来，2nm节点被普遍视为“决定性节点”。
其特殊性在于，过去各家公司使用的“FinFET架构”在这种规模上已经开始失效，CMOS器件固有的“短沟道效应”再次暴露出来。
这里需要补充一个知识点：我们常说的14nm、7nm工艺节点实际上是指晶体管导电沟道的长度（由于沟道长度不易观察，业界通常采用更直观、更接近的gate）长度参考过程节点）。
CMOS器件的功能越复杂，晶体管的密度就越大，这必然要求沟道长度变得越来越小。但问题是，随着沟道长度的缩短，沟道管中源极和漏极之间的距离会越来越短，因此栅极很难保证沟道的控制能力，这也意味着栅极电压夹断沟道变得更加困难，从而导致短沟道效应，导致严重的漏电流。
为了解决这个问题，中国科学家胡正明于1999年提出了“鳍式场效应晶体管”架构，也称为FinFET。在这种结构中，栅极被设计成类似鲨鱼鳍的3D结构，可以减少晶体管沟道的长度大大减少了漏电流的问题。
FinFET架构的出现，让摩尔定律延续了近20年。直到进入5nm工艺之后，架构才开始逐渐失效。
于是，GAAFET架构再次被提出。与前者相比，GAAFET架构相当于将栅极鳍片旋转90°，然后在垂直方向上分成多个鳍片，以增加与沟道的接触面积。
FinFET架构与GAA架构的区别，三星半导体代工论坛
这一技术路线得到了业界的广泛认可，但也成倍增加了代工制造的难度。
因此，台积电在研发3nm工艺时，并没有急于改用GAAFET结构，而是继续选择修补FinFET结构。应该说，台积电的技术还是非常好的。从苹果的A17芯片开始，近两年所有采用台积电3nm工艺制造的芯片都没有出现明显的发热或高功耗问题。
同时，由于FinFET工艺非常成熟，台积电所有3nm代工生产线的良率都可以达到80%以上，甚至接近90%。
相比台积电的保守做法，三星选择了“一步到位”，在3nm工艺节点上直接改用GAAFET架构。但由于开发难度大、时间紧，其3nm试产良率不足20%，无法满足量产需求。
这也直接导致台积电几乎接管了全球3nm芯片产能。其第三季度财报显示，台积电期内营收达235.04亿美元，同比增长36.27%；净利润达到100.63亿美元，同比增长50.18%。
在从3nm工艺代工厂赚了很多钱之后，台积电更加放心地开发2nm工艺。这也解释了为什么三星落后于GAAFET架构。在试产过程中，台积电的表现甚至比预期还要好。
台积电还有竞争对手吗？
根据台积电此前公布的路线图，同等功耗下，采用N2工艺的芯片性能将比N3E（第二代3nm工艺）提升10%-15%。
虽然提升听起来有限，但台积电也提到，同等性能下，N2工艺芯片相比N3E功耗将降低25%-30%。这对于消费电子芯片制造商，尤其是SoC设计制造商来说具有吸引力。无疑是巨大的。
不过2nm工艺的代工价格很可能会非常昂贵，而且是普通消费者能够感知到的昂贵。
据台湾媒体预测，台积电2nm单芯片晶圆代工价格可能高达3万美元。相比之下，4nm工艺的单芯片晶圆价格为15,000美元，3nm工艺的单芯片晶圆价格为15,000美元。 18,500 美元。
这还没有考虑芯片设计厂商的研发和流片成本。过去，28纳米时代，芯片研发成本约为5000万美元。当进阶到16nm的时候，就提升到了1亿美元。到了5nm的时候，这个成本已经达到了5.5亿美元。
据估计，2nm芯片的研发成本可能达到数十亿美元。可以预见的是，这些成本最终都会转嫁给消费者。
2nm芯片的价格这么高。一方面是因为各个环节的成本都在上涨。另一方面，也是因为台积电在芯片代工行业形成了事实上的垄断。
仅今年一年，台积电就两次上调代工成本，不仅是3nm工艺，还包括早已成熟的5nm工艺，成本应该会降低。价格也上涨了4%至10%。
那么进入2nm制程时代后，业界还有什么力量可以遏制台积电呢？
至于三星电子，该公司在3纳米工艺遭遇大幅下滑后，决心在2纳米工艺上奋起直追。此前，业内有传言称，三星电子已计划暂停3nm工艺的开发，转而专注于“All in”2nm工艺。
考虑到其位于华城的S3产线在正式量产3nm晶圆之前就开始计划将设备升级为2nm工艺的配套设备，这一说法或许并非空穴来风。
不过，根据三星电子的计划，其2nm产能至少要到2027年才能准备好量产。
另一边，Intel虽然已经完成了18A工艺（相当于2nm）的试产，但被曝良率过低，公司正处于动荡期，量产时间已到。离这很远。
由此来看，在2nm工艺的发展方面，台积电的竞争对手仍然难以匹敌，而对于下游厂商来说，未来很长一段时间都将不得不默默承受台积电的涨价。
