台积电TSMC于2025年第4季正式启动2纳米(N2)制程量产,标志全球半导体产业进入全环绕闸极(GAA)架构新时代。与以往重大制程突破时盛大发布不同,TSMC这次仅在官网技术页面低调更新文本:“TSMC 2纳米(N2)技术已按计划于2025年第4季开始量产”。

TSMC首个采用GAA纳米片晶体管制程节点为N2制程,其闸极完整包覆由水平堆栈纳米片构成信道,大幅提升电磁控制力并减少漏电问题。相比前代N3E制程,N2在相同功耗下可提升10%至15%性能,或在相同性能下降低25%至30%功耗。对于混合设计,晶体管密度提升约15%,纯逻辑设计更可达20%提升。

N2制程也导入超高性能金属绝缘体金属(SHPMIM)电容器,为供电网络提供比前代设计高出两倍以上电容密度,同时将片电阻与通孔电阻各降低50%,进一步改良供电稳定性与整体能源效率。

TSMC选择高雄Fab 22厂率先启动N2量产,而非原先预期的新竹宝山Fab 20厂。有媒体报道指出,Fab 22厂区将建设5个Phase全部用于2纳米家族生产,包括2026年推出采用背面供电技术的A16制程。TSMC行政总裁魏哲家于10月说明会表示,N2制程进展顺利且良率良好,2026年受益于智能手机与AI高性能计算应用驱动,将完成更快速产能提升。

同时启动两座N2产能芯片厂,反映出多家客户对此技术强劲需求。有媒体透露,TSMC直到2026年底2纳米产能已被全部订完。

Apple已预订TSMC超过一半2纳米产能,用于2026年推出iPhone 18系列A20处理器、MacBook M6芯片及Vision Pro R2芯片。2纳米制程相比3纳米时代,预计提供约15%更快性能、30%更佳能源效率,以及更高晶体管密度。

TSMC主要竞争对手Samsung已于2025年第4季开始量产自家2纳米GAA制程,但其公布性能数据相对保守。Samsung第一代2纳米GAA制程相比第二代3纳米制程,性能提升仅5%、能效改善8%、面积缩减5%,良率约在55%至60%范围。外界认为这可能与良率尚未完全改良有关。

相比之下,TSMC选择在3纳米制程继续使用FinFET架构,直到2纳米才转向GAA技术,展现出“重心放在品质而非速度”策略。

TSMC已规划清晰后续路径,将于2026年下半年量产N2P制程,在N2基础上进一步强化性能与功耗。更受瞩目A16制程结合N2P技术并导入超级电轨背面供电技术,特别适用于复杂AI与高性能计算产品。TSMC预计2026年2纳米月产能将达90,000片芯片。

Intel 18A制程则预计提供15%性能提升与30%芯片密度改善,期望能与TSMC在先进制程市场竞争。

数据源:科技新报