为什么2nm之争如此重要主要受光的波长限制

半导体工艺不断萎缩，面临物理极限，全球2nm先进工艺大战已经全面打响继TSMC，三星，IBM加2nm之后，日本成立了新的芯片公司Rapidus，并表示最早将于2025年在日本建立2nm半导体制造基地曾经在芯片制造领域独领风骚的英特尔，错过了10nm和7nm的商机，却在最近的Q3财报中宣布，Intel 20A的第一批内测芯片已经流出

摩尔定律一天比一天慢2nm会是先进工艺的极限吗为什么2nm之争如此重要英特尔能够在英特尔20A流程中占据领先地位吗

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摩尔定律放缓，2nm是目前竞争的目标。

在集成电路光刻技术的发展阶段，主要受光的波长限制因此，科学家们所做的就是不断减小用于曝光的光的波长，从而不断提高光刻的分辨率伴随着分辨率变得更高，在同样大小的硅片上可以生产更多的芯片

21世纪以来，量产芯片工艺从130nm发展到今天的3nm2015年，半导体进入14nm时代，这是芯片制造发展的分水岭2017年，芯片工艺进入10nm时代，而英特尔止步于10nmi5和i7处理器由于产量问题而推迟交付2018年7nm即将到来，英特尔至今未能突破另一方面，其竞争对手TSMC，3纳米工艺已于2021年量产

2nm作为继3nm之后的下一个先进技术节点，对当前技术的创新至关重要。

TrendForce分析师Joann表示，半导体工艺已经逐渐接近物理极限，因此晶体管架构的改变，新材料的应用，或者封装技术的演进，将是芯片性能持续提升和功耗降低的关键业内人士认为，2nm有望成为新结构创新和新材料引入的新转折点

至于晶体管结构，根据国际器件与系统路线图的计划，2021 ~ 2022年后，FinFET的结构将逐渐被栅全能FET的结构所取代与FinFET相比，GAA结构可以更精确地降低漏损和功耗

2nm的发展是大势所趋TSMC，三星，英特尔纷纷布局2nm赛道，希望占领先进制造工艺的制高点

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争夺2nm，头部厂商各显神通。

TSMC率先启动2纳米研发

2019年，TSMC宣布开始研发2纳米工艺今年7月，TSMC宣布斥资1万亿新台币扩大2nm产能布局，将于2024年开始试产，2025年量产TSMC表示，2纳米芯片比3纳米芯片快10%至15%，省电25%至30%

据业内人士透露，TSMC在2nm先进工艺的研发上取得了重大突破，成功找到了切入GAA技术的路径此外，业内人士指出，TSMC位于新竹科学园区宝山园区的2nm芯片工厂工厂在2022年年中刚刚获得土地，即将开始地面工程，但工厂将在2025年开始商业运营

TrendForce数据显示，TSMC的OEM市场份额接近52.9%TSMC在先进制造工艺方面一直处于领先地位2018年推出7nm，2020年推出5nm，今年将量产3nm，预计2025年率先实现2nm量产

三星最早采用GAA结构。

对于三星来说，按照计划，2nm工艺将采用GAA结构，取代目前主流的FinFET结构不过今年6月，三星官方宣布基于GAA结构的3nm工艺芯片已经开始初步量产在今年上半年使用GAA结构的新技术试产后，三星计划在2023年将其引入第二代3nm芯片，并在2025年量产基于GAA结构的2nm芯片三星已经走过了GAA在3nm的学习曲线，这是一个很大的优势

在投资方面，三星也可谓是一掷千金财报显示，尽管三星电子2021年在半导体领域投资约337亿美元，相当于TSMC的约300亿美元投资，但在未来5年，三星宣布将在先进半导体制造工艺领域投资3600亿美元，年均超过700亿美元

IBM急于运行2纳米制造工艺

IBM是先进技术研发的领导者，它率先推出了7nm，5nm甚至2nm工艺2021年5月，IBM发布了全球首个可用于5G，量子计算和数据中心的2nm制造工艺，并在其位于美国纽约奥尔巴尼的工厂展示了一个完整的2nm工艺生产的300mm晶圆

据国外媒体报道，IBM已经与三星和英特尔签署了联合开发协议可是，这项技术仍处于概念验证阶段，可能需要几年时间才能投入市场

日企联合开发2nm。

最近，包括丰田汽车和索尼集团在内的8家日本公司成立了芯片公司Rapidus，目标是到2030年开发和生产2纳米及以下的半导体日本政府将向Rapidus投资700亿日元，加入8家企业支持者的行列

据外媒消息，IBM将与Rapidus合作开发2nm芯片该协议是日本花费数十亿美元重振其低迷的半导体产业，减少对中国台湾省芯片生产的依赖，促进经济安全的一部分经济部长西村康稔在最近的记者会上表示:我们希望通过与美国和其他国家的研究机构和产业合作，加强日本半导体相关产业的基础和竞争力

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2nm之战，英特尔能否抢占先机。

曾经的芯片制造巨头英特尔在10nm和7nm被TSMC和三星瓜分后，也在积极探索2nm和更先进的制造工艺，目标是在2030年成为全球第二大代工厂。

自2021年提出IDM 2.0战略以来，英特尔就瞄准了7nm到1.8nm的多代工艺研发计划，并计划逐年推进，2024年量产2nm工艺，2025年量产1.8nm工艺。

根据去年公布的计划，英特尔将投资约200亿美元在美国亚利桑那州新建两家晶圆制造厂自2022年初以来，英特尔还宣布额外投资200亿美元在俄亥俄州新建两座晶圆厂，并计划于2025年投产除了在亚利桑那州，俄亥俄州和新墨西哥州大举投资芯片制造设施，英特尔还在2月份收购了以色列代工企业Tower Semiconductor在全球范围内，我们将投资爱尔兰和德国的晶圆厂，同时保留Tower在日本的分公司

英特尔2022年第三季度财报显示，目前更先进的英特尔18A/20A进展顺利，这些新的工艺节点将受益于RibbonFET和PowerVia两项突破性技术第一批内部芯片已经在实验室测试，还有一个潜在的外部客户，其下一代产品已经在Intel 18A工艺下铺货英特尔此次公布的Intel 20A的进展，无疑是英特尔在芯片制造领域努力的结果虽然只是内测芯片已经飞了，但是2nm工艺的进度相比TSMC和三星还是比较快的如果英特尔，三星，TSMC的2nm工艺如期发布，那么英特尔20A将是王者之弹，英特尔的工艺还会保持一段时间的世界第一

可是，芯片市场的反馈往往需要很长一段时间英特尔被TSMC和三星分拆后，需要很长时间才能找到客户的信任作为芯片制造商和设计师的双重角色，英特尔很难说服英伟达，AMD，苹果和高通为英特尔代工服务下大订单因此，英特尔在OEM领域赶超三星将是一个漫长的过程，让我们拭目以待