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日期: 2026-01-02 | 来源: 新智元 | 有0人参与评论 | 专栏: 三星 | 字体: 小 中 大
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。
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