臺積電已啟動2nm芯片試產，英偉達助力下能否拿下這場“爭戰”首勝？
臺積電2nm技術進入試產階段
消息人士透露，臺積電為應對2nm試產前置作業，內部也開始調度工程師人力到竹科研發廠區做準備，預計召集千人以上的研發部隊，初期會先在竹科建立小量試產生產線，目標今年試產近千片，試產順利后，將導入后續建設完成的竹科寶山Fab 20廠，由該廠團隊接力沖刺2024年風險試產與2025年量產目標。
對于傳聞，臺積電6月4日表示“不評論相關傳聞”，但強調2nm技術研發進展順利，預計2025年量產。
公開資料顯示，臺積電未來最先進的2nm生產基地會先是在竹科寶山Fab 20廠，該廠區為四期規劃，后續還將擴至中科，共計有六期的工程。
臺積電2nm制程將會首度采用全新的環繞閘極（GAA）晶體管架構。臺積電此前在技術論壇中指出，相關新技術整體系統性能相比3nm大幅提升，客戶群先期投入合作開發意愿遠高于3nm家族初期，并可量身訂做更多元化方案。
臺積電此前已公布了2nm家族制程藍圖規劃，將包括2025年量產的N2，主要為高性能計算（HPC）產品量身打造背面供電設計，將在2025下半年推出；另外，2奈米家族的N2P和N2X預計將在2026年推出。
供應鏈透露，臺積電在客戶們的迫切需求推動之下，2nm多項前期作業已展開，最關鍵是光刻計算方面，一改過去依賴于CPU的方式，將導入以英偉達的DGX H100的AI系統進行協助，大幅提升運算效率，并同步提升光罩產量，大幅減少服務器用電。
在今年的3月的英偉達GTC大會上，英偉達就發布了一項面向芯片制造行業的突破性技術——NVIDIA cuLitho計算光刻庫，可以將計算光刻加速40倍以上，使得2nm及更先進芯片的制造成為可能。
“計算光刻是芯片設計和制造領域中最大的計算工作負載，每年消耗數百億CPU小時。大型數據中心24x7全天候運行，以便創建用于光刻系統的掩膜板。這些數據中心是芯片制造商每年投資近2000億美元的資本支出的一部分。”黃仁勛表示，cuLitho能夠將計算光刻的速度提高到原來的40倍。舉例來說，英偉達H100 GPU的制造需要89塊掩膜板，在CPU上運行時，處理單個掩膜板需要兩周時間，而在GPU上運行cuLitho只需8小時。
當時黃仁勛就表示，全球最大晶圓廠臺積電、全球光刻機霸主ASML、全球最大EDA巨頭新思科技（Synoposys）均參與合作并引入這項技術。該軟件正被集成到臺積電的設計系統中，臺積電將于6月開始對cuLitho進行生產資格認證。
2nm:硅芯片的最后一戰
新思科技的研究專家Victor Moroz表示，硅晶體管的能力有限，它很有可能只能安全微縮到2nm，換句話說，也就是2nm將是硅芯片的最后一戰。
現在，臺積電、三星和日美政府都在朝著2nm制程進發，這三者到底誰能獨占鰲頭呢？
照現在的市場需求來看，誰先搶占2nm市場，誰就擁有了半導體供應鏈的主導權，這也就意味著，它不僅可以在科技領域獨占鰲頭，讓蘋果、英偉達、高通等等高科技企業趨之若鶩，還可以率先成為5G、AI、自動駕駛等等領域的核心供應商。
目前看來，臺積電的優勢最大，身為芯片產業的龍頭企業，臺積電在封裝互聯和材料方面處于絕對的頂尖地位，有消息稱，臺積電已經在研究二維材料了，這比傳統的硅材料更適應2nm之后的先進制程。
不過臺積電也有自己的劣勢，他們在晶體管結構方面的技術，一直不如三星。
芯片做的越精密，塞進去的晶體管就越多，電極也會因為要壓縮空間，而越來越細，這就很容易導致電流“漏出”，你可以簡單理解為漏電。
為了解決這個問題，臺積電在此次研制2nm進程中，使用了新的GAAFET結構，它可以將漏電的電極包裹住，但三星早在三年前就在使用這個結構了，并且三星現在還和IBM推出了兩種新的晶體管結構，納米片MBCFET和垂直晶體管VTFET。
雖然目前還沒有實現量產，但三星在這方面的技術的確是頂尖的。
除了上述兩點，光刻機也是兩家必爭之地，尤其是三星，據韓聯社報道，三星電子副會長李在镕就計劃親自前往荷蘭，采購光刻機等設備。
除此之外，要爭搶2nm市場的還有日美聯合制造基地，今年6月中旬，日媒就報道說，他們將和美國一起聯合建成2nm芯片制造基地，預計25年建成。
雖然目前沒有什么確實的消息，但日本本身就有芯片核心材料優勢，美國又有科技優勢，真的要合作，也是能和臺積電、三星他們拼一拼的。
2nm的技術戰已然打響，各方企業不僅瘋狂投入上千億資產，還卯著勁在芯片的核心技術上實現創新，三星勢頭最猛，但根基不穩，臺積電根基穩，但處處受美國限制，美日聯合有雄厚的資本，也有豐富的原材料，但卻是實打實從頭開始。
3nm即將迎來放量
芯片行業下游需求低迷確實是不爭的事實。2022年伴隨手機、PC、平板等消費電子產品的出貨量持續下滑，半導體行業進入下行周期。
臺積電也無法擺脫市場的不景氣，財報顯示今年一季度公司營收和凈利潤均環比大幅下滑。但在財報電話會上，臺積電CEO魏哲家表示，3nm先進制程芯片將在下半年放量，依托于人工智能的芯片需求將增長，公司發展將迎來新的機遇。
在此次股東會上，劉德音更是強調了先進的封裝技術是臺積電價值增長的關鍵，而AI帶來了對先進芯片的更多需求：
臺積電75%的研發預算用于先進技術，25%用于特殊技術。生成式AI的蓬勃發展為臺積電增加了更多訂單。臺積電正準備增加產能以滿足AI帶來的需求，預計AI在終端設備領域的需求會增加。
隔夜美股臺積電收跌0.9%至約98美元，今年以來臺積電美股累計漲幅達31.63%，遠超標普500指數超11%的漲幅。
毫無疑問，臺積電先進制程芯片需求的激增與市場對于英偉達的GPU的需求爆炸有著密不可分的關系。
兩家企業的關系可追溯到1990年代中期。成立不久的英偉達為芯片代工企業而發愁。英偉達CEO黃仁勛找到了當時在半導體代工領域不斷突破的臺積電的創始人張忠謀。從此兩家企業的聯系就此建立。
伴隨著生成式AI的爆火，市場對英偉達GPU芯片的需求也水漲船高，英偉達正不斷向臺積電追加訂單。此前有媒體稱，英偉達向臺積電追加 CoWoS（晶圓級芯片）封裝訂單，在2023預定量基礎上，再追加1萬片，以滿足需求。
目前，臺積電已將生產英偉達AI GPU列為“超級急件”，訂單已滿至年底。
