台積電最新路線圖：2納米2026到來，戰略發生重要改變_風聞

來源：內容由半導體行業觀察（ID：icbank）編譯自anandtech，謝謝。台積電對未來幾年有堅實的計劃，但代工廠的製造技術設計週期越來越長。因此，為了滿足其所有客户的需求，該公司將不得不繼續提供其製造工藝的半節點、增強和專業版本。

台積電在過去 20 年左右的成功很大程度上取決於該公司能夠提供一種新的製造技術，每年都會改進 PPA（功率、性能、面積），並每 18 至 24 個月推出一個全新的節點，同時保持可預測的高水平產量。但隨着現代製造工藝的複雜性達到前所未有的水平，在保持可預測的產量和簡單的設計原則的同時保持創新步伐變得越來越困難。

有了台積電的N3 節點，N5（5 納米級）爬坡和 N3（3 納米級）爬坡之間的差距將增加到 2.5 年左右，這可能會給代工廠的主要客户蘋果帶來一些挑戰。好消息是，N3 的後續產品 N3E 似乎提前到來了。同時，N2的節奏將延長至三年左右，這在很大程度上意味着台積電節點發展戰略的戰略轉變。

N3E：引入改進的 3nm 節點

台積電的 N3 將在 N5 的基礎上實現全節點改進，包括提高 10% ~ 15% 的性能、降低 25% ~ 30% 的功率以及高達 1.7 倍的邏輯晶體管密度。為此，它將使用超過 14 個極紫外 (EUV) 光刻層（N5 使用多達 14 個，預計 N3 將使用更多），並將為深紫外光刻 (DUV) 層引入某些新的設計規則。

台積電將在下半年開始使用其 N3 節點增加芯片的生產，並將在 2023 年初向一個（或多個）客户交付第一批商用芯片，屆時它將獲得第一筆 N3 收入。

雖然台積電的 N3 工藝技術專為高性能計算（台積電用來描述 CPU、GPU、FPGA、ASIC 等應用的術語）和智能手機而設計，但有證據表明該節點具有相當狹窄的工藝窗口，這將使芯片開發人員難以達到所需的規格。這是一個問題，因為它增加了收益時間並最終降低了利潤率。為了解決這個問題，台積電開發了 N3E 版本的技術，該技術 擴大了工藝窗口並提供了對 N5 的改進。

“N3E 將進一步擴展我們的 N3 系列，提高性能、功率和良率，” 台積電首席執行官 CC Wei表示。

最初，台積電計劃在 N3 面世大約一年後（即 2023 年第三季度）開始使用 N3E 進行大批量製造（HVM），但最近幾個月有 傳言 稱，台積電將 N3E 的 HVM 時間提前了約四分之一，原因是好於預期的試生產運行。在最近的電話會議中，台積電確認 N3E 的進展提前，並正在考慮使用該技術進行量產，但沒有詳細説明具體計劃。

“我們的 N3E 成績相當不錯，”台積電負責人表示。“進展比我們的計劃提前了。是的，我們正在考慮這一點。到目前為止，我仍然沒有非常可靠的數據可以與您分享我們可以拉動多少個月。但是，是的，它在我們的計劃中。”

請記住，芯片開發人員有自己的設計時間表，他們不可能都能夠利用早期的 N3E 爬坡，因為他們的芯片也必須通過所有的預生產迭代。儘管如此，N3E 的進展好於預期總體上是一個好兆頭，特別是考慮到台積電的 N3 系列將不得不為該行業服務相當長一段時間。

N2：預計 2026 年出現第一批芯片

事實上，到 2025 年底，N3 及其進化迭代仍將是台積電的領先產品，因為該公司的 N2（2 納米級）時間表看起來相當保守。

台積電在 2020 年 8 月首次談及 N2 時，並未透露有關技術（目前我們知道它採用柵極環繞 [GAA] 晶體管結構）或其時間表的許多細節，但表示將建立一個位於台灣新竹縣寶山附近的全新工廠，用於該節點（一些消息來源稱此新工廠為 Fab 20）。台灣當局在 2021 年年中批准了建設計劃，該計劃包括在 2022 年初破土動工（今年早些時候台積電董事會確實 接受 了新工廠建設的資金撥款），所以我們認為在我們説話的時候正在建造工廠.

土方建設通常需要一年或更多時間，然後設備安裝也需要一年多，因此我們預計 Fab 20 的第一階段最遲在 2024 年年中準備就緒。台積電預計在 2024 年底開始使用其 N2 技術進行風險生產，然後在 2025 年底啓動 HVM，這意味着 2022 年第三季度的初始 N3 量產與 2025 年第四季度的初始 N2 量產之間的差距約為三年。

“到目前為止，我們在 N2 方面的進展正在走上正軌，”魏哲家説。“我只想説，是的，2024年底，[N2]將進入風險生產。2025年，它將投產，可能接近下半年或-或2025年底。那是我們的日程安排。”

考慮到現代芯片的生產週期，我們可以肯定地説，台積電製造的第一批 N2 芯片將在 2026 年初到達消費設備。

但也許台積電關於 N2 和 Fab 20 的公開披露過於保守。華興證券的分析師 似乎對 Fab 20 的準備情況比台積電更樂觀，這可能表明如果製造工藝滿足其性能、功率和良率，代工廠 可以 將 N2 HVM 時間縮短四分之一。

“我們還看到台積電在 Fab 20（新竹）的 N2 擴建計劃更加清晰，”華興證券分析師 Sze Ho Ng 在給客户的報告中寫道。“根據公司計劃，預計工具搬入將於 2022 年底開始，然後在 2024 年末與英特爾合作進行風險生產（客户端 PC Lunar Lake 的圖形‘塊’，而 CPU‘塊’使用英特爾的 18A 製造） ，而Apple則是該工藝的主要客户。”

同時，當 alpha 客户已經制定了 2025 年的計劃時，將節點從 2025 年第四季度拉到 2025 年第三季度可能沒有多大意義，但我們肯定會看到 N2 的情況如何。

更多 N3 次迭代

今年，台積電需要領先製造工藝的客户將使用該公司的 N4 技術，該技術屬於 N5 系列（與 N5、N5P、N4P 和 N4X 一起）。從本質上講，這意味着 N5 節點將連續三年成為台積電最先進的產品。N3 節點還必須為台積電的客户再服務三年（2023 年、2024 年、2025 年），因此我們將看到這個過程的多次迭代。到目前為止，台積電已經正式確認了 N3E 和 N3X（這是另一種類似於 N4X的以性能為導向的製造技術 ，主要針對 CPU 和數據中心 ASIC），但我預計更多 N3 衍生節點將在 2024 年至 2025 年解決主流 SoC的製造問題 .

請記住，台積電基於 FinFET 的 N3 必須在與 2023 年至 2025 年與基於 GAA 的星3GAP 和 2GAE/2GAP 以及 2024 年的英特爾 20A (RibbonFET + PowerVia) 和 2025 年的 18A (High-NA EUV)競爭中保持競爭力，台積電的工程師們必須對他們的 N3 增強功能非常有創意。

在代工方面，台積電將在相當長一段時間內保持領先於競爭對手，因為預計英特爾在 2025 年之前不會對其 IFS 專用產能進行大量投資（因此其為 IFS 客户提供的 20A 和 18A 產能可能會受到限制），而三星代工在領先產能方面傳統上落後於台積電，並且更傾向於優先考慮其母公司和戰略客户（例如高通）。但正式的製程技術領先地位是台積電工程師必須通過 N3 保持的，考慮到英特爾和三星的激進程度，這將是一件不容易的事情。

變化即將來臨

顯然，台積電的全新工藝開發和加速節奏已經增加到 N3 的兩年半，N2 將增加到三年，這可能被其主要客户認為是一個重大放緩。同時，N3E 的潛在拉入是一個好兆頭，表明該公司可以相當快地實現其節點內的發展。因此，主要問題是台積電的節點內進步將有多大意義。這是一個只有時間才能回答的問題。

與此同時，隨着台積電三年的新節點開發週期，未來的節點內進步對公司及其客户來説將比現在重要得多。