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编辑：元宇
【新智元导读】台积电悄悄按下了「2nm」量产启动键，标志着先进芯片制程正式迈入2nm时代，拉开了新一轮半导体技术竞赛的序幕。
台积电2nm制程芯片已投入量产！
没有盛大的产品发布，只是在官网的技术介绍页面上低调提了一句：
台积电2nm（N2）技术已按计划于2025年第四季度投入量产。
简单的一句话，背后是半导体技术物理极限的一次重大突破，标志着台积电2nm级制程进入量产阶段，全球科技迈入了2nm芯片的新时代。
据台积电官方介绍，其N2技术采用了第一代纳米片晶体管（nanosheet transistor）技术。
与已经非常优秀的N3E工艺相比，N2技术在性能与功耗方面实现了全节点的显著提升：
在同样功耗下，性能（速度）提升10%–15%。
在同样速度下，功耗降低25%–30%。
这意味着我们手中的智能手机、驱动AI世界的庞大算力、以及未来一切智能设备，都即将迎来一场性能革命。
位于台湾高雄的晶圆二十二厂（Fab 22）是台积电2nm制程的生产基地
此前台积电已多次表示N2芯片将于2025年第四季度按计划进入量产阶段，此举也意味着该项计划现已兑现。
由「鳍」到「片」
突破3nm极限
一切变革，都始于最微观的结构。
过去十年，从22nm到3nm，芯片行业一直依赖着一项名为「鳍式场效应晶体管」（FinFET）的关键技术。
你可以把它想象成一栋栋竖起来的「小鳍」，电流就像在这些鳍片构成的通道里穿行，而栅极（Gate）从三面包裹着它，像一只手一样控制着电流的通断。
这个结构非常成功，曾支撑了摩尔定律的指数级迭代。
但当工艺逼近3nm，物理极限的墙壁也随之而来：
「小鳍」变得越来越薄，漏电现象就像一个无法堵住的窟窿，让功耗与性能的平衡也越来越难以为继。
台积电的N2工艺采用了一项全新的革命性技术——环栅（Gate-All-Around,GAA）纳米片晶体管（nanosheet transistor）。
如果说FinFET是栅极从「三面」控制电流，而GAA纳米片晶体管的栅极可以将整个电流通道「四面」完全包裹起来。
该结构将原来的电流通道由竖立的「鳍」变成了水平堆叠的「纳米片」，栅极可以从四面「360度无死角拥抱」通道，好处也是显而易见。
首先，它降低了功耗。
由于改善了静电控制，可以更精准地命令数以亿计的晶体管「开启」或「关闭」，大大减少了漏电，从而在根本上降低了功耗。
其次，单位空间内可以实现更强的性能。
这种堆叠的纳米片结构，让工程师们可以在同样的空间里，塞下更多的晶体管，最终提高晶体管密度。
相对于纯逻辑电路的设计，N2P（N2系列的延伸）工艺的晶体管密度比前代N3E提升了约20%。
这表明芯片可以变得更小，或者在同样大小下，集成更强大的功能。
此外，N2还在供电网络中增加了超高性能金属-绝缘体-金属(Super-High-Performance Metal-Insulator-Metal,SHPMIM)电容器。
据台积电公开资料及媒体转述，SHPMIM相对前代电容容量密度提升逾2倍，Rs/Rc降低约50%，从而提高了功率稳定性、性能和整体能源效率。
GAA纳米片晶体管负责从源头「节流」，SHPMIM电容器负责为性能「开源」，两者结合，共同成就了N2工艺在性能与功耗上的双重飞跃。
雄心勃勃的量产蓝图
双线作战，剑指AI与未来
台积电将N2工艺的量产地选在了位于台湾高雄的全新工厂——晶圆二十二厂（Fab 22），以及紧邻其位于台湾新竹全球研发中心的晶圆二十厂(Fab 20)。
两地并行扩产，展现出台积电在先进制程芯片上的激进布局。
通常，一项新工艺的产能爬坡，会先从技术相对成熟、尺寸较小的移动芯片开始，一步步摸索，稳扎稳打。
但这一次，台积电选择了在高雄和新竹两座全新的晶圆厂扩充先进制程产能。
这些先进制程芯片很可能服务于高端智能手机、高性能计算（AI/HPC）等多个领域。
这是一次罕见的「双线作战」。
一边是苹果等巨头每年需求量数以亿计的手机芯片，另一边是英伟达等客户设计的、尺寸巨大、结构复杂的AI和服务器芯片。
同时驾驭这两种截然不同、且都对良率要求极为苛刻的产品线，其难度也将呈指数级增加。
台积电CEO魏哲家在十月份的财报电话会议上表示：
「N2进展顺利，将于本季度晚些时候进入量产，且良率良好。我们预计在智能手机和高性能计算(HPC)、AI应用的推动下，2026年将实现更快的产能爬坡。」
支撑台积电这份自信的，是其背后排起长队的客户。
据市场普遍预期，N2将首先覆盖高端手机与HPC/AI等需求。
从苹果的下一代iPhone、Mac芯片，到英伟达、AMD的未来AI加速器，几乎所有顶尖科技巨头都对N2工艺表现出了「浓厚兴趣」，同时开启两座晶圆厂的产能也就势在必行了。
这盘大棋背后也透露了台积电对未来市场格局的精准布局：
智能手机是基本盘，而AI与HPC，则是它未来十年最大的增长引擎。
从N2P到A16
决胜未来十年的终局之战
魏哲家表示，台积电将在持续增强的战略下，推出N2P作为N2家族的延伸。
N2P在N2的基础上进一步提升了性能和功耗表现，计划于2026年下半年起进行量产。
A16是台积电面向HPC/AI的下一步先进制程（与N2家族在架构与生态上紧密相关）。
它采用了超级电轨(Super Power Rail)背面供电技术，主要针对复杂的人工智能和高性能计算处理器，同样计划2026下半年起实现量产。
从N2的架构革命，到N2P的持续优化，再到A16引入的背面供电技术，台积电的技术路线图已经清晰，而其N2工艺进入量产，无疑是半导体行业的一个关键节点。
它标志着被誉为「后摩尔定律时代」最关键技术之一的环栅（GAA）纳米片晶体管架构，已由行业领导者成功导入大规模生产。
这不仅巩固了台积电在先进工艺制造领域的领先地位，也为全球依赖高性能计算的产业，从消费电子到人工智能，提供了下一阶段发展的坚实基础。
但领导这场先进制程半导体竞赛的并非台积电一家巨头。
当台积电迈入2nm（N2）门槛时，其主要竞争者——三星与英特尔等也在同步推进新一代晶体管技术。
2022年6月，三星宣布采用GAA架构成功量产3纳米制程芯片
早在台积电之前，2022年6月，三星宣布已在其3nm制程中率先将GAA（环栅）晶体管架构投入量产，成为全球首家在先进制程节点上实现GAA商用的晶圆厂。
这一「抢跑」也体现了三星在尖端制程竞争上的技术实力与战略决心。
与此同时，英特尔正在其Intel 18A节点中引入RibbonFET（GAA晶体管）与PowerVia（背面供电）两项关键技术。
据报道，该节点已于2025年进入早期生产阶段，并预计在2026年逐步扩大产能、实现更广泛的商业化应用。
2025年10月，英特尔CEO陈立武在亚利桑那州Ocotillo园区亲自展示了代号为Panther Lake的Intel Core Ultra系列3处理器晶圆，这也是英特尔首次公开展示基于18A（1.8nm级）工艺节点开发的客户端芯片。
英特尔18A与台积电N2虽同属GAA世代，但前者更激进，后者更稳健。
英特尔以「RibbonFET+PowerVia」的组合推进性能与供电架构革新，率先应用于高复杂度CPU，试图在下一代制程竞赛中先发制人。
而台积电则是先用N2实现量产服务于大规模客户，而将进一步的技术突破放到N2P/A16等后续节点。
此次台积电N2节点的量产，更像是正式拉开了后FinFET时代、以GAA为核心的新一轮先进制程技术竞赛的序幕。
参考资料：
https://www.tomshardware.com/tech-industry/semiconductors/tsmc-begins-quietly-volume-production-of-2nm-class-chips-first-gaa-transistor-for-tsmc-claims-up-to-15-percent-improvement-at-iso-power
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