据媒体报道，三星计划明年在韩国开始2nm工艺的制造，并且在2047年之前，三星将在韩国投资500万亿韩元，建立一个巨型半导体工厂，将进行2nm制造。

据悉，2nm工艺被视为下一代半导体制程的关键性突破，它能够为芯片提供更高的性能和更低的功耗。

作为三星最大的竞争对手，台积电在去年研讨会上就披露了2nm芯片的早期细节，台积电的2nm芯片将采用N2平台，引入GAAFET纳米片晶体管架构和背部供电技术。台积电推出的采用纳米片晶体管架构的2nm制程技术，在相同功耗下较3nm工艺速度快10%至15%，在相同速度下功耗降低25%至30%。

业内人士指出，三星、台积电均具备2025年量产2nm工艺的实力，但是在良率以及客户认可度方面会有所差别。

举例来说，此前高通骁龙8 Gen1采用的是三星4nm工艺，因功耗问题高通换成了台积电4nm，从骁龙8+ Gen1开始，高通骁龙8系全面拥抱台积电。如果三星芯片良率提升，功耗不翻车的话，高通未来的骁龙8系列处理器有可能再次交由三星代工。


先进制程工艺演进，逼近物理极限

制程，是指特定的半导体制造工艺及其设计规则。芯片工艺中的nm单位，用于衡量芯片制造工艺中的线宽尺寸，不同的制程意味着不同的电路特性，芯片工艺的数字越小，表示线宽尺寸越小，芯片制造工艺越先进。

制程越小，器件尺寸才能更小，半导体集成度才能更高，也是区分不同半导体制造工艺换代的标志。一般来说，制程节点越小意味着晶体管越小速度越快、能耗表现越好。

从英特尔的第一颗CPU开始，芯片制程由10000nm开始以飞快的发展速度向更小的制程节点逼近，1977年芯片制程发展到3000nm，1987年发展到800nm。从1990年制程演进到600nm开始，先进制程的发展再一步提速，基本上每几年就会跃升到下一个更先进的制程节点。

2020年，5nm制程芯片（苹果A14）首次成功应用。而现在，随着半导体技术的飞速发展，先进制程的角逐已经围绕着5nm以下的工艺展开。

随着制程节点由5nm向3nm、2nm发展和演进，芯片制造的难度逐步逼近摩尔定律的物理极限，从制程进步中获得芯片性能提升的难度和成本越来越高。如今3nm战场方兴未艾，2nm的竞争已经全面打响。

2nm芯片到底能带来怎样的提升呢？根据2021年IBM在实验阶段制成的2nm芯片，其大小只有150mm²，而这颗芯片内部每平方毫米有着3.3亿个晶体管，整块芯片中可以安装500亿个晶体管。根据IBM的评估，2nm技术相较于7nm技术，性能方面将得到45%的提升，在同等性能下功耗能够减少75%。

先进制程给芯片带来的性能提升是很明显的，2nm芯片成功量产后无疑将再一次引发芯片行业的更新换代。不论是智能手机、电脑、可穿戴设备、还是自动驾驶、数据中心等等应用，这些领域一旦使用上2nm工艺的芯片，那么在性能方面将实现飞跃式发展，且能耗明显下降。

从更长远的角度看，2nm后还有更极限的先进制程，1nm制程、0.2nm制程将进一步逼近物理极限。


三大巨头你争我夺

三大芯片巨头台积电、三星和英特尔纷纷展开争夺2nm制程的战斗。而在这场少数者的游戏中，抢光刻机截客户是三家公司纷纷施展的手段，而2nm的技术挑战和各类技术革新更是成为这场战斗中的核心要素。

2nm制程的意义远超行业预期，目前该制程主要应用在数据中心，能大幅度提升服务器性能的同时降低功耗。特别是在人工智能大模型的崛起下，巨大参数底座的AI落地到千行百业需求增大，更强大的算力支撑就显得尤为重要。因此英伟达成为2nm及其以下制程的早期采用者之一，并在光刻领域斩获重要突破。

然而在这场竞争中光刻机成为了首要热点，光刻机作为芯片制程向上攀升的关键工具，扮演着重要角色。目前ASML的光刻机仍然是最为先进的，然而其数量有限。三星为了抢购光刻机，甚至邀请韩国总统尹锡悦出面于指定城市投资建厂。而佳能则尝试采用纳米压印技术进行2nm芯片的制程生产，此技术具有更小、更低功耗、更便宜等优势。

除了光刻机之争，各家芯片厂商也需要应对各类技术革新和挑战。在2nm制程中GAA技术(Gate AllAround，全环栅型晶体管技术)成为了核心科技之一，它能够解决电子逸散的问题，同时背面配电线路技术也被广泛采用，以提供足够的电能并减少漏电损耗。

然而2nm制程的竞争并不仅于芯片厂商之间的较量，许多全新力量也试图进入战局。日本成立了半导体公司Rapidus，邀请IBM合作研发2nm和1nm工艺。欧洲也加强了合作，邀请英特尔在欧洲建设800亿的先进制程工厂。这个少数者的游戏将考验厂商的资金实力、人力技术整合能力和供应链优势。


少数者的游戏

2nm未来主要应用在数据中心，作用在于，能够让服务器性能大幅度提升的同时，降低功耗，“既要又要”不再是可能。

尤其是，今年以来大模型初步让行业窥探到智能涌现的魅力，未来要让巨大参数底座的AI大模型落地到千行百业，行业还需要有更强有力的算力来支撑——这也解释了，为什么英伟达如今几乎是2nm及其以下先进制程的最狂热簇拥者之一。

而英伟达不仅是简单的“用”芯片，成为台积电2nm工艺的首批吃螃蟹的人，还在入局光刻领域。此前有消息称，英伟达与台积电、ASML、新思科技秘密准备了4年，推出了用于计算光刻的软件库“cuLitho”，将计算光刻速率加速了40倍以上。

不仅仅是想象空间巨大的HPC，2nm芯片在手机、自动驾驶、汽车等领域也有非常广泛的应用。以为手机为例，相比于7nm芯片，2nm芯片的速度提高了45%，能效更是提高了75%。三星曾经提过一个激进的设想，未来的手机将可能是“充一次电用一周”的时代。

只是如今，先进制程的竞争，早已经不是一场技术战那么简单了。最近十年“摩尔定律”的攀登已经提示：一场残酷的芯片淘汰赛拉开了帷幕。

14nm算是第一个槛，叱咤风云的联合电子便就止步于此，不再往先进制程进发；

随后的10nm、7nm分别是下一个分水岭，美系芯片厂商纷纷在此滑铁卢——代工大厂格芯就此止步，英特尔也差点迷失，而后又奋起直追；

到了5nm以下的时代，牌桌上，仅剩下三星、台积电、英特尔还有资格比拼，这又分别代表着三股大势力的决斗。

一些全新力量试图卷土重来。

在半导体行业掉队许久的日本，为了找回曾经的辉煌，此前集合了索尼、丰田等8 家日本科技公司，成立了半导体公司Rapidus。这家公司计划在2025年推出2nm工艺、2029 年推出1nm工艺。

不过，零基础几乎不可能完成这项任务，他们还找来了IBM做背书，借助IBM此前在2nm的技术沉淀来研发。

欧洲这边，由于过去那么多年在芯片制造上躺平，已经没有了参与竞争的先头部队，但胜在有钱。此前19个欧盟成员国共同声明，要以加强欧洲开发下一代处理器和半导体的能力进行合作，全面冲刺2nm。欧洲方面此前还邀请了英特尔，在欧洲建了一个800亿的先进制程工厂，曲线加入战争。

2nm以下芯片制程的竞争，考验着厂商的资金实力、人力、技术整合能力、供应链优势等等。

这是一场少数者的游戏。