電子發燒友網報道（文/莫婷婷）2025年，2nm制程正式開啟全球半導體“諸神之戰”。就在近期，MediaTek（聯發科）宣布，首款采用臺積電 2 納米制程的旗艦系統單芯片（SoC）已成功完成設計流片（Tape out），預計2026年底進入量產。這意味著聯發科成為首批采用臺積電 2 納米制程的公司之一。

此前，業內消息指出三星電子已完成其采用 2 納米制程的Exynos 2600的研發工作，并計劃啟動大規模量產。蘋果的A20 芯片也將采用臺積電 2nm 工藝。


從FinFET到GAA，2nm開啟“原子級精度”新時代

2nm制程節點，是半導體工藝從“微米時代”真正邁入“原子級精度”的分水嶺。其核心突破在于晶體管架構的根本性變革——將FinFET（鰭式場效應晶體管）轉向GAA（Gate-All-Around，全環繞柵極）結構。GAA結構采用“納米片”（Nanosheet）或“納米線”（Nanowire）作為溝道，被柵極從四面完全包圍（全環繞柵極）。

2nm工藝的核心技術優勢體現在以下三大方面，一是性能提升，二是功耗大幅度下降，三是晶體管密度飛躍。

在性能方面，由于GAA結構改善了電流控制，縮短了電子傳播距離，加快了開關速度；此外更高的晶體管密度允許集成更復雜的電路和更大的緩存。根據 IBM 在2021 年公開的2nm原型芯片的數據顯示，相比7nm芯片，性能最高可提升45%，相比3nm芯片，則提升10%。

在功耗方面，GAA結構有效抑制了漏電流；更小的柵極尺寸降低了開關所需的電荷量；新材料和新架構（如背面供電）進一步優化了能效。預計相比3nm芯片，功耗能夠降低10%到30%不等。

隨著制程的演進，晶體管密度也會提升。數據顯示，5nm芯片每平方毫米的晶體管數量約為1.7 億 到2 億個不等，2nm與其相比提升了75%，預計會超過3.5億個。單位面積內集成更多晶體管，意味著芯片可以擁有更強的并行計算能力、集成更多功能模塊（如AI加速器、大緩存），或在相同性能下實現更小的芯片面積。

聯發科在公告中表示，相比現有的 N3E 制程，臺積電的增強版 2 納米制程技術邏輯密度增加 1.2 倍，在相同功耗下性能提升高達 18%，并能在相同速度下功耗減少約 36%。

當前，臺積電、英特爾、三星都在競速2nm，半導體行業的競爭格局再一次變得更加激烈。就在今年8月，臺積電內部突發2nm制程商業泄密事件。這也意味著2nm技術的重要性已經引發企業間暗流涌動的技術博弈。


群雄逐鹿2nm：臺積電良率產能領先，英特爾用設計簡化差異化
臺積電無疑是當前2nm競賽的領跑者。

相較3nm，臺積電2nm制程的產能大幅提升，其竹科寶山F20廠月產能提升至3萬片，高雄F22廠為6000片。預計在今年年底，竹科、高雄兩廠的月產能合計將達到4萬片/月，到明年1月提升至5.3萬片/月，明年底將達10萬片/月，到2028年月產能更將沖上20萬片/月。

這一產能爬坡節奏意味著“量產即放量”，將技術優勢迅速轉化為市場壁壘。臺積電CEO魏哲家直言“2nm需求優于3nm”。據了解，臺積電2nm制程的客戶名單包括：蘋果、AMD Zen5架構CPU、英偉達A16訂單均已鎖定早期產能。

為了獲得2nm制程市場，英特爾果斷跳過20A，直奔18A（等效2nm），試圖通過技術代際跳躍重奪領導權。18A采用了英特爾第二代 RibbonFET環柵 (GAA) 晶體管、PowerVia 背面供電網絡。在VLSI 2025 研討會上，英特爾公開了一篇論文，提到了18A相關技術細節。

相較Intel 3，18A技術性能提升 25%；在相同時鐘頻率和 1.1V 電壓下運行時，18A技術功耗降幅達到36%；且A18實現更小的占用面積，降幅約為28%。英特爾18A工藝采用0.021 μm2高密度SRAM位單元，密度達31.8 Mb/mm2，較Intel 4顯著提升，已追平臺積電N5/N3E水平；但相較臺積電即將量產的N2工藝（0.0175 μm2，38 Mb/mm2），在SRAM密度上仍存差距。

但英特爾18A憑借其業界首發的PowerVia背面供電技術，在可制造性、能效優化與系統穩定性方面展現出與臺積電2nm技術相當的優勢：

PowerVia技術將供電移至芯片背面，實現電源與信號物理隔離，與臺積電2026年才推出的Super Power Rail方案相比，簡化布線、降低設計復雜度。PowerVia技術還提升了晶體管密度8%-10%，并顯著降低電壓降（最高達10倍）。

該論文還提到，除性能、功耗與密度提升外，18A通過引入PowerVia技術與直接EUV單次圖案化技術，簡化了前端金屬層流程，減少光罩數量，降低工藝復雜度與設計門檻。

除了臺積電和英特爾，近期業內也傳出關于三星電子在2nm工藝方面的進展。根據多方消息，三星電子已完成其新一代旗艦移動處理器Exynos 2600的研發工作，并將啟動大規模量產。為了解決散熱等問題，三星引入了新型散熱部件“熱傳導模塊（HPB）。

在2nm賽道上，臺積電、英特爾、三星三強競逐，但在商業化落地與客戶覆蓋廣度上，臺積電已經獲得蘋果、AMD、聯發科等大客戶提前鎖定產能。另據KeyBanc Capital Markets數據顯示，臺積電在良率上具備已經的優勢，截至2025年中期，臺積電2nm良率已達65%，超過三星的30%-40%，技術領先優勢顯著。未來2nm時代的全球芯片供應鏈格局，是否會由臺積電的產能節奏所主導，值得期待。

寫在最后：

2nm技術的價值，最終將體現在其對終端產品和應用場景的賦能上。在手機芯片、存儲芯片、AI與高性能計算（HPC）等核心領域，2nm正成為驅動算力躍升、能效優化與體驗升級的關鍵引擎。

例如英特爾的 18A 工藝節點面向客戶端和數據中心應用領域，Panther Lake CPU將率先采用18A工藝，預計會在今年發布。采用臺積電2nm工藝的蘋果A20芯片、M6芯片、R2芯片，預計在2026大規模生產，助力蘋果構建“多平臺2nm算力矩陣”，以統一的先進制程底層，實現跨設備性能躍升、能效優化與AI協同能力的全面升級。三星則預計在明年1月發布的搭載了Exynos 2600的Galaxy S26系列旗艦手機，為其沖擊高端市場提供核心技術支持。
此外，2nm工藝技術紅利正快速延伸至存儲領域，尤其在高速片上緩存SRAM方面已率先落地。Marvell在今年6月推出業界首款2nm定制SRAM。相較標準SRAM，2nm定制版面積節省15%，待機功耗降低約2/3，工作頻率可達3.75GHz，顯著提升能效比與訪問速度。未來，2nm級SRAM將成為AI加速器、高性能CPU/GPU的標配，賦能大模型推理、邊緣AI等場景。