AI、高性能計算等新技術持續驅動下，晶圓代工先進制程重要性不斷凸顯。當前3nm制程芯片已經進入消費級市場，晶圓代工廠商正持續發力2nm芯片，近期市場又傳出1nm芯片的新進展，晶圓代工先進制程競賽可謂愈演愈烈。




目前，臺積電、三星、Rapidus等晶圓代工廠商正積極推動2nm芯片的量產。


臺積電2nm工藝計劃2025年進入量產階段。臺積電介紹，公司將在2nm制程節點首度使用GAAFET晶體管，相較于N3E ，該工藝在相同功耗下，速度最快將可增加至15% ；在相同速度下，功耗最多可降低30% ，同時芯片密度增加大于15% 。


三星方面同樣計劃2025年底前推出2nm制程，今年10月媒體報道三星電子旗下晶圓代工事業Samsung Foundry 透露，已開始跟大型芯片客戶接洽，準備提供2nm等制程的服務。晶圓代工客戶大約需要3年才能做出最終購買決定。三星正在跟大客戶接洽，可能在未來幾年展現成果。


Rapidus則計劃2nm芯片將于2025年開始試產，2027年大規模量產。為推動2nm芯片如期生產，Rapidus也在積極尋求外力幫助。9月媒體報道ASML將在2024年于日本北海道新設技術支持據點，并派遣約50名工程師至Rapidus興建中的2nm芯片工廠內的試產產線設置EUV光刻機設備，對工廠啟用、維修檢查提供協助。




2nm之后，晶圓代工廠商關注焦點將是1nm級別芯片，按照晶圓代工廠商的規劃，2027年至2030年，業界有望看到1nm級別芯片量產。


日媒近期消息顯示，日本芯片制造商Rapidus、東京大學將和法國機構Leti攜手研發1nm等級芯片設計的基礎技術，計劃于2024年正式展開人才交流、技術共享，旨在建構提升自動駕駛、人工智能（AI）性能所不可或缺的1nm芯片產品供應體制。


據悉，Rapidus、東大等日本國立大學以及理化學研究所參與的研究機構「最先進半導體技術中心（LSTC）」和Leti已在10月簽訂考慮合作的備忘錄。LSTC和Leti的目標是確立1.4nm-1nm芯片研發所必要的基礎技術。


在2nm芯片的量產上，Rapidus正和美國IBM、比利時半導體研發機構imec合作，同時Rapidus也考慮在1nm等級產品上和IBM進行合作。預計在2030年代以后普及的1nm產品運算性能將較2nm提高1-2成。


除了Rapidus外，臺積電、三星同樣也瞄準1nm芯片的開發。臺積電此前規劃在臺灣地區興建1.4nm制程的晶圓廠，原預定2026年開始建廠，規劃在2027-2028年之間進入量產。不過，今年10月臺積電宣布放棄原本的選址地，需要另覓土地建廠，業界認為，臺積電1.4nm芯片量產時間或將有所延后。


三星計劃2027年底前推出1.4nm制程，近期三星電子旗下的代工部門Samsung Foundry副總裁Jeong Gi-Tae透露，三星即將推出 SF1.4（1.4 nm）工藝，納米片（nanosheets）的數量從3個增加到4個，有望明顯改善性能和功耗。據悉，每個晶體管增加納米片數量，可以增強驅動電流，從而提高性能。同時，更多的納米片可以更好地控制電流，這有助于減少漏電流，從而降低功耗。