Taiwan Semiconductor 2nm, quietly in mass production

台積電悄然宣佈已開始量產採用其 N2（2nm 級）工藝的芯片。該公司並未發佈正式新聞稿宣佈量產啓動，但此前曾多次表示 N2 工藝有望在第四季度實現量產，因此該計劃已達成。

台積電在其 2nm 技術網頁上發表聲明稱：“台積電的 2nm (N2) 技術已按計劃於 2025 年第四季度開始量產。 ”

N2 工藝採用第一代納米片晶體管技術，在性能和功耗方面實現了全節點提升。台積電還開發了低電阻重分佈層（RDL）和超高性能金屬 - 絕緣體 - 金屬（MiM）電容器，以進一步提升性能。

台積電 N2 技術在密度和能效方面都將成為半導體行業最先進的技術。憑藉領先的納米片晶體管結構，N2 技術將帶來全節點性能和功耗優勢，以滿足日益增長的節能計算需求。通過我們持續改進的戰略，N2 及其衍生技術將進一步鞏固台積電的技術領先地位，並使其在未來很長一段時間內保持領先地位。”

從性能提升的角度來看，N2 的設計目標是在相同功耗下實現 10%–15% 的性能提升，在相同性能下降低 25%–30% 的功耗，並且對於包含邏輯、模擬和 SRAM 的混合設計，晶體管密度比 N3E 提高 15%。對於純邏輯設計，晶體管密度比 N3E 高出 20%。

台積電的 N2 工藝是該公司首個採用環柵納米片晶體管（GAA）的工藝節點。在這種晶體管中，柵極完全環繞由水平堆疊納米片構成的溝道。這種幾何結構改善了靜電控制，降低了漏電，並能夠在不犧牲性能或能效的前提下實現更小的晶體管尺寸，最終提高了晶體管密度。此外，N2 工藝還在電源傳輸網絡中加入了超高性能金屬 - 絕緣體 - 金屬（SHPMIM）電容器。這些電容器的電容密度是上一代 SHDMIM 設計的兩倍以上，並將薄層電阻（Rs）和過孔電阻（Rc）降低了 50%，從而提高了電源穩定性、性能和整體能效。

台積電首席執行官魏哲家在 10 月份的公司財報電話會議上表示：“N2 芯片的量產進展順利，有望在本季度晚些時候實現，良率良好。我們預計，在智能手機和高性能計算人工智能應用的推動下，2026 年產能爬坡速度將加快。”

有趣的是，台積電已開始在其位於台灣高雄附近的 Fab 22 工廠生產 2 納米級芯片。此前，市場預期台積電會在 Fab 20 工廠（位於台灣新竹附近）開始提升 N2 工藝芯片的產能，該工廠毗鄰其新的全球研發中心，N2 系列製程技術正是在該中心研發的。Fab 20 工廠的量產可能會稍晚一些。

台積電將在全新的晶圓廠大規模量產 N2 工藝芯片，這始終存在一定的挑戰性。值得注意的是，該公司將在新晶圓廠同時量產智能手機以及更大型的 “人工智能” 和 “高性能計算” 芯片（需要注意的是，高性能計算是一個寬泛的概念，涵蓋了從遊戲主機 SoC 到高性能服務器 CPU 等各種應用），這將增加一些額外的複雜性。通常情況下，台積電會優先量產移動和小型消費級芯片。

同時啓動兩座具備 N2 工藝能力的晶圓廠建設，是因為台積電的眾多合作伙伴對這項新工藝技術表現出濃厚的興趣，因此需要為所有合作伙伴提供充足的產能。此外，從 2026 年底開始，這兩座晶圓廠將用於生產基於 N2P（N2 工藝的性能增強版）和 A16（N2P 工藝的升級版，採用 Super Power Rail 背面供電設計，專為複雜的 AI 和 HPC 處理器打造）的芯片。

魏補充道：“秉承持續改進的戰略，我們將推出 N2P，作為 N2 系列產品的延伸。N2P 在 N2 的基礎上進一步提升了性能和功耗，計劃於 2026 年下半年量產。此外，我們還推出了 A16，它採用了我們一流的超強電源軌（SPR）。A16 最適合具有複雜信號路徑和密集供電網絡的特定高性能計算（HPC）產品。A16 的量產也正按計劃進行，將於 2026 年下半年投產。”

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