【康沃真空網】當地時間6月16日，晶圓代工巨頭臺積電在北美召開了2022年臺積電技術研討會。不僅公布了臺積電下一代的2nm制程技術的部分細節信息，同時還透露，通過在中國臺灣、中國大陸和日本建設新晶圓廠或擴產，預計到2025年，臺積電的成熟制程的產能將擴大約50%。
臺積電2nm工藝細節曝光：功耗降低30%，2025年量產
在此次2022年臺積電技術論壇上，臺積電首度公布了其下一代先進制程N2（即2nm制程）的部分技術指標：相較于其N3E（3nm的低成本版）工藝，在相同功耗下，臺積電2nm工藝的性能將提升10~15%；而在相同性能下，臺積電2nm工藝的功耗將降低23~30%；晶體管密度僅提升了10%。
需要指出的是，臺積電N3E制程的晶體密度似乎要比N3（3nm）減少約8%，但仍比臺積電N5（5nm）提升了30%，其優勢在于，相比N3減少了4層EUV 光罩，使N3e將成為臺積電更具成本及生產效率優勢的重要節點。
這也是為什么，臺積電N2相比N3E所帶來的性能的提升幅度和功耗降低的幅度，均低于N3E相比N5的提升。
在晶體管架構方面，臺積電N2終于拋棄了FinFET（鰭式場效應晶體管），采用了全新的納米片晶體管架構（Nanosheet），即臺積電版的GAAFET（環繞柵極晶體管）。
臺積電還表示，N2不僅有面向移動處理器的標準工藝，還會有針對高性能計算和芯粒（Chiplet）的整合方案。
量產時間方面，根據臺積電的規劃，N2制程將于2025年量產。按照這個進度，英特爾或將在2nm工藝上實現對于臺積電的趕超。此前，英特爾已宣布將會在2024年量產Intel 20A工藝，隨后，英特爾又宣布其Intel 18A工藝也將提前到2024年量產。
另外，根據臺積電最新展示技術路線圖顯示，在今年下半年臺積電第一代3nm（N3）工藝量產之后，除了將推出低成本、低能耗的N3E之外，還將會推出高性能版本的N3P，以及性能和功耗均更具優勢的N3X。
成熟制程產能提升50%
雖然目前智能手機、PC、服務器等領域都需要先進制程的處理器，但同時也仍然會用到大量的成熟制程芯片。同時，很多家電、物聯網設備更是大量依賴成熟制程的芯片。
根據臺積電以智能手機為例公布的數據顯示，對于目前的5G智能手機來說，存在著非常多的成熟制程芯片，比如各種傳感器（包括MEMS傳感器和圖像傳感器）大概會有10～25顆，制程工藝涵蓋0.35μm～28nm；音頻/顯示/觸控芯片，大約會有2～4顆，制程工藝涵蓋90nm～22nm；射頻芯片大約會有15～40顆，制程工藝涵蓋65nm～6nm；電源管理相關芯片大約會有10～30顆，制程工藝涵蓋025μm～40nm。
此外，汽車市場對于成熟制程的芯片需求也在持續爆發，特別是隨著汽車電動化、智能化、聯網化、自動化，每輛汽車最少也需要數百顆芯片。而這其中，大部分都是成熟制程芯片。
比如在感知方面，可能會用到1-20顆的圖像傳感器芯片，制程工藝可能會在0.11μm～65nm；在雷達和連接性方面，可能會用到10～25顆芯片，制程工藝涵蓋0.16μm-6nm；在車輛控制方面，可能會用到20~100顆的MCU及eNVM芯片，制程工藝涵蓋0.18um ~ 28nm；在電源管理方面，將會用到大約50-100顆BCD芯片，制程工藝涵蓋0.35～55nm。
另外，有數據預測，數年后，每輛汽車需要的芯片數量將超過1500顆。
雖然，臺積電在先進制程技術及產能上全球領先，同時先進制程也是臺積電營收的最大來源。但是面對龐大的成熟制程芯片的需求，特別是自2020年四季度爆發的成熟制程芯片產能的持續緊缺，也推動了包括臺積電在內的眾多晶圓代工/IDM廠商持續擴大成熟制程產能。
在此次技術研討會上，臺積電再度提及了其為了提升成熟及特殊制程的四項投資計劃：
1、日本九州熊本Fab 23 第一期建設，使用臺積電N12、N16、N22 和N28 節點生產芯片，屆時每月有高達45,000 片12吋晶圓的生產能力。后續還將提升至每月5.5萬片。
2、臺灣臺南Fab 14 第八期。
3、臺灣高雄Fab 22 第二期。
4、南京Fab 16 第1B 期，臺積電當地生產N28 節點制程芯片，量產后產能將達每月4萬片28nm。不過有傳言表示，新階段產能將采用更先進節點生產芯片（臺積電南京廠原本就有生產16/12nm工藝）。
據臺積電介紹，預計三年內，將讓成熟及特殊節點產能提高50%。這對臺積電來說是重大轉變，同時將提高臺積電的競爭優勢。
在2021年之前，臺積電一直沒有擴大其成熟制程的產能，這也使得其成熟制程的營收占比持續下滑。根據臺積電今年一季度的財報顯示，目前16-5nm制程的營收占比約為64%，成熟制程的營收占比僅36%。
如果到2025年，臺積電的成熟及特殊節點產能提升50%，那么或將推動其成熟制程的營收占比的大幅回升。同時，這也將對于聯電、格芯、中芯國際等依賴于成熟制程的競爭對手帶來一定的壓力。
發展通用IP機制
在持續推進先進制程，以及提升成熟與特殊制程產能同時，臺積電也在積極發展通用IP機制，以使滿足一些客戶希望在新的制程工藝下重新使用以前為運算或RF射頻開發的IP。
通用IP機制還有其他的一些優勢。比如臺積電N6RF 制程，允許芯片設計人員將高性能邏輯芯片與RF 射頻結合，構建基帶芯片等產品或其他更特殊的解決方案。這是在許多客戶都熟悉臺積電N6節點制程情況下，更有機會將RF功能整合到其他高性能產品，格芯也有類似做法。
