臺積電已悄然啟動N2(2納米級)芯片工藝的大規模量產。盡管該公司未就量產事宜發布正式新聞稿,但此前臺積電曾多次表態,N2工藝將按計劃于四季度進入量產階段,如今這一目標已順利達成。
臺積電官網的2納米技術專題頁面明確寫道:“臺積電2納米(N2)工藝已于2025年第四季度如期量產。”
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從性能提升維度來看,相較于前代N3E工藝,N2工藝針對邏輯電路、模擬電路與靜態隨機存取存儲器(SRAM)混合設計的芯片,實現了三大核心突破:同等功耗下性能提升10%—15%、同等性能下功耗降低25%—30%、晶體管密度提升15%。而針對純邏輯電路設計的芯片,其晶體管密度較N3E工藝的提升幅度更是高達20%。
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*注:臺積電公布的芯片密度數據,基于“50%邏輯電路+30%靜態隨機存取存儲器+20%模擬電路”的混合設計方案測算。
**注:性能提升為同等運行速度下的對比數據。
***注:功耗降低為同等性能輸出下的對比數據。
值得關注的是,N2工藝是臺積電首款采用全環繞柵極(GAA)納米片晶體管的制程技術。這種晶體管結構中,柵極完全包裹由多層水平納米片構成的導電溝道,不僅優化了靜電控制效果、降低了漏電率,還能在不犧牲性能與能效的前提下縮小晶體管體積,最終實現晶體管密度的大幅提升。此外,N2工藝還在供電網絡中集成了超高性能金屬-絕緣體-金屬電容器(SHPMIM),其電容密度達到上一代SHDMIM方案的兩倍以上,同時將薄層電阻(Rs)與通孔電阻(Rc)均降低50%,有效提升了芯片的供電穩定性、運行性能與綜合能效。
臺積電總裁魏哲家在10月的財報電話會議上曾表示:“N2工藝將按計劃于本季度末量產,良率表現良好。依托智能手機與高性能計算(HPC)人工智能應用的強勁需求,我們預計2026年該工藝的產能將快速爬坡。”
頗具看點的是,臺積電此次選擇在臺灣地區高雄Fab 22號晶圓廠率先啟動2納米芯片量產。此前業界普遍預期,量產工作會落子臺灣地區新竹的Fab 20號晶圓廠——該廠毗鄰臺積電全新的全球研發中心,而N2系列制造技術正是在此研發完成。據悉,20號晶圓廠的2納米量產計劃或將稍晚啟動。
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臺積電的Fab 22生產工廠
需要指出的是,臺積電此次是在新建晶圓廠中推進N2工藝的產能爬坡,這類投產工作往往存在一定技術難度。尤為值得關注的是,臺積電將在新建廠區同步推進智能手機芯片與大尺寸人工智能、高性能計算芯片的量產工作(注:高性能計算是一個范疇較廣的概念,其應用場景涵蓋游戲機系統級芯片乃至重型服務器中央處理器等各類產品),這無疑將為量產工作增添更多復雜性。通常而言,臺積電在新技術量產初期,會優先選擇移動終端及小型消費電子芯片進行產能爬坡。
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兩座具備2納米量產能力的晶圓廠同步投產,背后是臺積電眾多合作伙伴對這一先進工藝的強烈需求,臺積電此舉正是為了滿足各方的產能訴求。此外,自2026年底起,這兩座晶圓廠還將投產N2P工藝與A16工藝——前者是N2工藝的性能增強版本,后者則是基于N2P工藝、搭載超級供電軌(SPR)背極供電技術的衍生版本,專門面向結構復雜的人工智能與高性能計算處理器。
魏哲家補充道:“憑借持續迭代的技術升級策略,我們還將推出N2工藝家族的延伸版本N2P。該工藝在N2的基礎上進一步優化性能與功耗表現,計劃于2026年下半年量產。與此同時,我們還發布了搭載業界領先超級供電軌技術的A16工藝,該工藝特別適用于信號路徑復雜、供電網絡密集的高性能計算產品,量產計劃同樣定于2026年下半年。”
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