2纳米先进制程已近在咫尺！

近日，IC设计大厂美满电子（Marvell）宣布与台积电的长期合作关系将扩大至2纳米，并开发业界首见针对加速基础设施优化的2纳米半导体生产平台。

目前，行业内最先进的先进制程量产技术是3纳米工艺，由三星电子和台积电制造。随着英特尔拿下ASML的首台光刻机并更新最新代工版图，以及Rapidus与IBM合作日益密切，目前2纳米先进制程的竞争者以明显扩大为台积电、英特尔、三星、Rapidus、Marvell五家。据悉，目前上述五家大厂2纳米的问世时间基本都规划在了2025年，同时结构方面都选择了GAA。

Marvell：AI需求高涨，跟进2纳米是重中之重

根据新闻稿，Marvell已从追随者转变为将先进节点技术导入硅基础设施的领先者。Marvell先是实现了5纳米平台的成就，之后跟进发表了几项5纳米设计，并推出了首款基于台积电3纳米制程的硅基础设施产品组合。

Marvell开发长Sandeep Bharathi指出，未来AI工作量需要的性能、功耗、面积和晶体密度将大幅提高。2纳米平台可让Marvell提供高度差异化的类比、混合信号和基础硅智财(IP)，构建能够实现AI承诺的加速基础建设。

台积电：2纳米2025年推出，需求高涨还将进一步扩产

台积电于2023年年初量产3纳米工艺，并且该制程已从2023年三季度开始获利，2023年四季度便占据了晶圆收入的15%，并且营收占比还在不断上升。

据TrendForce集邦咨询研究表示，预计2024年晶圆代工市场将成长7％，这极大归功于台积电3nm放量，带动台积电市占率进一步上升，预计2024年二季度开始，台积电营收将上升7%。

在2023年四季度业绩说明会上，台积电表示2nm制程（N2）采用纳米片(Nanosheet)晶体管结构，预计在2025年量产，将在密度和能源效率上领先业界。N2背面电轨解决方案将在2025年下半年推出，并于2026年量产，主要应用于HPC领域。

并且，由于目前全球所有AI创新客户对2nm制程的需求高于3nm，几乎所有的AI创新者都与台积电合作2nm制程技术，主要以高性能运算HPC和智能手机两大应用为主，目前2nm只有一家半导体公司不是台积电的客户（行业多猜测是三星）。因此台积电表示2nm将扩产，高雄厂原本是要盖两座2nm晶圆厂，现在考虑要盖第三座2nm晶圆厂。

三星：GAA结构占据先发优势，2nm加速赶超

三星于2022年6月开始量产3纳米工艺，另据行业最新消息，三星已研发出“第二代3纳米”工艺，并将其更名为“2纳米”，该工艺计划将于今年年底前量产。但是业界对此并不买账，多家大厂更为期待真正的2纳米技术的到来。

三星电子在2023三星晶圆代工论坛上公布了2纳米制程的最新路线图。三星电子总裁兼晶圆代工业务负责人崔时荣会上透露，三星将自2025年起首先于移动终端量产2纳米制程芯片，随后在2026年将其用于高性能计算（HPC）产品，并于2027年扩至车用芯片。

不同于台积电在2纳米开始选择GAA，三星从3纳米制程就开始使用GAA结构。所以相对于台积电，三星似乎在新结构方面会更有经验，这也成为三星在2纳米制程中的节点的优势之一。

过去，在2020年三星电子从7纳米制程技术转向5纳米制程技术时，第二代7纳米制程技术就曾经更名为5纳米制程技术。三星电子的7纳米制程技术在2019年成为全球首个使用极紫外光（EUV）曝光技术的制程，这使其更加稳定，并让该公司进一步缩小电晶体尺寸，这也是当时第二代7纳米制程更名为5纳米制程的原因。

近日，据行业人士最新消息，三星近日成功抢单台积电。据悉，PFN自2016年以来一直与台积电合作，但是今年，其决定在三星的2纳米节点上生产下一代AI芯片。根据协议，三星将利用其最新的2纳米芯片处理技术用于PFN生产人工智能加速器和其他人工智能芯片。

英特尔：2纳米最早问世，还在追赶更先进制程

根据英特尔之前宣布的计划，公司立志在2024年或2025年赶上并超越台积电。在今年英特尔代工服务（Intel Foundry Services）举办的“Direct Connect”会议中，其公布了最新的技术发展路径。

据悉，其18A主要产品Clearwater Forest已完成，并将于2025年投入生产。业界常将英特尔的18A工艺和台积电的N2（2 纳米）、N3P（3纳米级）工艺性能相比较，两家大厂各执一词。

英特尔首席执行官Pat Gelsinger强调，18A 和 N2都利用GAA晶体管(RibbonFET)，但是1.8 纳米级节点将采用BSPND，一种可优化功率和时钟的背面功率传输技术。台积电则相信其N3P（3纳米级）技术将在功耗、性能和面积（PPA）等方面与英特尔的18A相媲美，而其N2（2纳米级）将在所有方面超越之。

此外，英特尔的20A制造技术计划于2024年推出，将引入RibbonFET环绕栅极晶体管以及背面供电网络（BSPDN）两项创新技术，旨在实现更高的性能、更低的功耗和增加的晶体管密度。与此同时，英特尔的18A生产节点旨在进一步完善20A的创新，并在2024年底至2025年初提供进一步的PPA改进。按照英特尔上述制程说法，其2纳米有望最早问世。

值得关注的是，会上英特尔首次公布了14A（1.4nm）以及其演进版本14A-E。Intel 14A（1.4nm）工艺是业界首个使用ASML High-NA EUV光刻工具的工艺节点，英特尔也是业内首家获得尖端High-NA工具的公司。英特尔预计在2027年前开发出14A。

Rapidus：砸钱，弯道超车先进制程

除了上述晶圆代工大厂外，还有一家日本公司Rapidus值得关注。今年1月22日，Rapidus社长小池淳义在发布会上表示，日本Rapidus 2nm芯片厂兴建工程顺利，试产产线将按计划在2025年4月启用。同时，也表示未来考虑兴建第2座、第3座厂房。

去年9月，Rapidus在北海道千岁市兴建日本国内首座2nm以下的逻辑芯片工厂“IIM-1”，据悉，该工厂将在今年12月完工。资料显示，Rapidus成立于2022年8月，由丰田、Sony、NTT、NEC、软银、Denso、NAND Flash大厂铠侠、三菱UFJ等8家日企共同出资设立。

此前，Rapidus与IBM签订了合作协议，开发基于IBM 2nm制程技术。IBM早在2021年推出全球首款2纳米制程的芯片，同样IBM的2纳米也使用了GAA结构。这使得Rapidus先进制程研发有了技术支撑。