1.4nm争霸战,打响

半导体行业观察·2025年11月28日 11:44
全球2nm晶圆厂竞赛:台积电、英特尔、三星、Rapidus布局AI算力主权。

在半导体制造中,2nm,可以说是集先进制程、EUV集群、GAA晶体管、先进封装、供应链与地缘政治多个标签于一身的重要节点,被各国视为 AI 时代算力主权的门槛。

如今,围绕这一门槛,全球正在上演一场以“建2nm晶圆厂”为核心的资本与国家战略竞赛:台积电在台湾本土加码 2nm 厂区布局,同时推进美国亚利桑那、日本熊本及德国德累斯顿等海外项目;英特尔则借 18A 工艺与“国家队股东团”背书,试图重构 foundry 格局;三星在2nm良率与客户结构上持续追赶;而日本Rapidus则在政策呵护下,押注单晶圆工艺,给衰退多年的日本半导体一次“重启”的机会。

台积电要建10座2nm厂

据台媒的最新报道,台积电在台湾的2nm布局已经从“七座厂”升级为“十座厂”构想——新竹宝山 2 座、高雄楠梓 5 座,再加上南科特定区规划的 3 座,合计 10 座 2nm 厂。据估算,一座2nm的晶圆厂的成本大概需要3000亿新台币(80-100亿美元)。那么,台积电这另外新增的三座厂商大约就需要9000亿。

最新公开信息也在侧面印证这种猜测:

  • TrendForce援引《自由 时报》等台媒称,受 AI 芯片订单拉动,台积电在新竹、楠梓现有 7 座先进制程厂已难以满足需求,正评估在台湾再建多达12座先进制程与封装新厂,其中重点就是 2nm 与 1.4nm。
  • 另据台湾中央社的报道,中部科学园区已确认,台积电在台中 A14 厂区的 1.4nm(A14)厂已经取得建设许可,将于 2025 年底前动工,目标 2028 年量产。这意味着台湾本岛会在 2nm 之后,几乎无缝衔接下一节点。
  • 此前台积电已规划在高雄楠梓新园区兴建5座新厂,用于 2nm、A16 及更先进制程,配合屏东科学园区的供应链基地,逐步把台湾南部打造成另一个先进制程重镇。

除了台湾本地继续叠加 2nm 与 1.4nm,台积电也积极在海外加大扩张:今年3月份,台积电宣布,打算将美国亚利桑那三座厂与两座先进封装与一个大型研发中心,投资总额提高到1650亿美元。魏哲家在宣布美国加码投资时就强调,“AI 客户全部找上门来,台湾的产能还是严重不够”,希望政府继续在本地帮忙找地、找电、找水。

从商业逻辑上看,台积电对2nm的基本判断很清晰:

首先,先进制程是有单才扩产,而且只为头部客户扩产。2nm家族会长期服务于AI GPU/加速卡(英伟达、AMD、自研 ASIC)、高端 CPU/GPU/AP,以及部分高端手机 SoC。即便宏观需求波动,这些客户也有足够议价能力锁死长期产能。

其次,最领先的节点必须握在台湾本岛。海外厂主要在政治和客户关系上“补课”:在美国、日本、欧洲获得补贴、锁住本地车用/工业客户,但实际技术重心仍然是台湾的 2nm/1.4nm 集群,这也是为什么 2nm 的量产节奏优先在宝山、楠梓与南科,而非亚利桑那。

从产业竞争的角度看,台积电的疯狂建厂既是对 AI 超预期需求的被动响应,也是对三星、英特尔、Rapidus等一轮“政策+资本攻击”的主动防守:当你把 2nm 产能牢牢钉死在护城河深处,对手即便拿到补贴与大客户,也很难在短期内撼动生态黏性。

英特尔:18A +国家队资本的背水一战

在2nm的叙事中,英特尔的18A从技术上来说是对标2nm的。18A 是英特尔继 20A 之后的新一代 GAA(RibbonFET)节点,叠加背面供电 PowerVia。从公开路线图与第三方拆解来看,18A在晶体管密度、功耗和性能上,已经站到可以和台积电 N2 家族正面拼杀的位置。

过去一年市场最大的质疑在于:18A工艺到底能不能顺利爬坡到稳定量产? 这一点最近有了比较积极的信号:

据TechPowerUp报道,英特尔副总裁John Pitzer表示,过去七八个月里,该公司 18A 芯片的良率曲线稳步攀升。英特尔技术专家在此前的Panther Lake会上也表示,在今年10月份,Intel 18A工艺已正式启动生产。当前18A的良率水平不低于此前任何一代核心节点,且良率提升已进入更可预测的轨道。预计在2025年第四季度达到大规模量产所需的良率门槛,全面进入高产能生产阶段。

过去一年里,Intel 18A缺陷密度呈现稳定下降趋势,整体表现向好

一个月前,英特尔宣布宣布Panther Lake处理器量产时,该公司公开承认,首批CPU所需的所有晶圆都将在俄勒冈州的试点生产线上生产,计划在 2026 年起逐步切换到亚利桑那Fab 52高产能厂,借规模效应摊薄成本并进一步稳定良率。

如果说18A是技术层面的“复仇回合”,那资本结构上的变化,则让英特尔带上了更明显的“国家队”色彩:

  • 今年8月,美国政府将原本CHIPS法案与Secure Enclave计划中的111亿美元补贴转换为股权,直接获得英特尔约 9.9% 的股份(并附带额外 5% 的认股权证),成为公司最大单一股东。
  • 9月,英伟达宣布以50亿美元认购英特尔普通股,两家公司围绕PC SoC与数据中心平台展开合作。虽然短期内英伟达并未把核心GPU订单交给英特尔代工,但这一“互绑”动作,本质上是对英特尔制造能力的战略背书。

可以预见的是:在2nm这个节点上,英特尔的胜负不止取决于18A本身有多好,更取决于它能不能“跑出一家真正意义上的 foundry 公司”——把设计者对工艺、IP、封装、测试的协同体验,做得至少接近台积电。

三星:2nm良率破六成,韩国和美国双基地加速爬坡

这两年,三星在先进制程上几乎把所有筹码都压到 3nm/2nm GAA 节点——前者用来抢占部分高端手机与 HPC 客户,后者则试图在 AI、车载与矿机芯片上“卡位”。

三星的最新公告消息显示,其2nm 工艺(SF2)良率已攀升至 55–60% 区间,较此前约30%的预期有了显著提高。市场研究公司 Counterpoint Research 在本月20日预测,三星电子的 2 纳米产能将增加 163%,从 2024 年的每月 8,000 片晶圆,增加到明年年底的 21,000 片晶圆。此次扩产是在三星 2 纳米工艺良率稳定之后进行的。

三星的2nm晶圆厂主要有2处:

  • 一处是韩国的华城,华城现有 EUV 基础完善,研发团队和量产工程师高度集中,三星正在将华城 S3 线上导入 2nm(SF2)产线。目前传出的 2nm 良率 55–60%,也被认为主要来自华城线的数据;
  • 另外一处是美国德州Taylor。根据美国商务部与三星披露的信息,该项目总投资规模约 370–400 亿美元级别,被视作美国历史上最大的一批绿地外资项目之一。原计划 Taylor 厂 2024–2025 年完成主要建设,但由于全球半导体需求波动和客户不确定,项目曾被曝出推迟到 2026 年才能正式投产;

真正的转折点是拿下特斯拉 AI6 芯片订单。2025 年7 月,三星与特斯拉签署价值 165 亿美元、为期 8 年的 AI6 芯片代工协议。AI6 计划采用三星的 2nm 节点,在 Taylor 厂生产,供特斯拉 Robotaxi、Optimus 机器人等下一代平台使用。行业普遍认为,这笔长期大单是拯救Taylor 项目、提升三星在美国代工话语权的关键。

Exynos 2600被普遍视为首批在 SF2上大规模量产的SoC,将为2026年的 Galaxy S26 系列供货,良率大致在 50% 以上。外部厂商订单中,除了特斯拉,三星还拿下两家中国加密货币矿机厂商(MicroBT、嘉楠)的2nm矿机芯片代工,预计年营收规模可达数亿美元级别。

从财务与战略角度看,三星的2nm策略有几个特点:

用“难啃客户”累积履历。无论是自家Exynos,还是Tesla、矿机厂商,都是对功耗、频率与良率都极端敏感的客户,但相对容易接受早期风险。这与当年 TSMC 靠 iPhone A 系列芯片拉起 7nm/5nm 履历有几分相似。

以利润承压换产能爬坡。在良率尚未完全成熟前,2nm订单很难马上带来高利润,但能为 2027–2028年之后更广泛的高端客户铺路。三星自己给晶圆代工业务设定了“两年内回到盈利、并把市占拉到 20%”的目标,本质上就是押注2nm能够在这段时间窗口内跑赢行业均值。

问题在于,2nm市场本身是高度粘性的:对于已经深度绑定台积电生态的大客户而言,从 PDK、IP 组合,到封装、测试全套迁移到三星,成本极高。而三星的机会,更多来自三个方向:一是像加密矿机、特定AI ASIC 这类“敢赌”的新兴客户;二是对地缘政治高度敏感的美国客户(例如特斯拉)出于“第二来源”需求;三是某些对性价比极度敏感、又能接受早期风险的大陆客户。

Rapidus:1座2nm,1座1.4nm及以下

与台积电、英特尔、三星相比,日本Rapidus的体量小得多,但在“打造2nm本土产能”这件事上,政府给予它的期待丝毫不低。

图源:Rapidus

今年7月,Rapidus宣布在北海道IIM-1工厂开始2nm GAA测试线路的试生产,首批测试晶圆已经达到预期电性指标。

根据公开材料,在其位于千岁的第一座工厂,Rapidus目标是在2027财年下半年开始 2nm 芯片的量产。即便 2nm 芯片量产尚未完全成熟,Rapidus也打算迅速推进第二座工厂的建设。从 2026 财年起,Rapidus将在继续与IBM合作(IBM 提供 2nm 芯片相关技术)的同时,启动 1.4nm 产品的全面研发。

Rapidus计划在 2027 财年于北海道启动第二座工厂的建设,该厂除生产1.4nm产品外,也可能生产1nm芯片,计划最早于2029年开始生产 1.4 纳米芯片。该项目预计耗资数万亿日元,第二座工厂的资金将主要来自政府支持,日本政府将向该公司投资数千亿日元,其中一部分将用于研发。其余部分将通过日本大型银行贷款以及民间企业投资筹集。相关贷款将由政府提供担保。预计第二座工厂的总投资将超过 2 万亿日元。

全球芯片制造商正在竞相缩小芯片电路线宽。台积电计划今年量产 2nm 芯片,并在 2028 年量产 1.4nm 芯片。韩国三星电子则计划在 2027 年量产 1.4nm 芯片。可见,围绕先进制程的节点还在继续下去。

Rapidus选择了一条与传统IDMs完全不同的技术路径——前端制程全面采用单晶圆处理:每片晶圆在各关键步骤上独立加工、独立量测,通过密集数据回传配合 AI 优化工艺参数,以换取对良率、缺陷的更精细控制。代价则是资本开支更高、产能效率偏低。在商业模式上,前期会重点吸引AI数据中心定制芯片设计公司(fabless),随后拓展汽车、机器人等边缘设备客户。

对日本政府而言,Rapidus的意义远不止一家公司,而是一整套“从 IBM 技术转移 + EDA/IP 生态联盟+国内整机厂订单导入”的系统性工程:在台积电熊本厂主攻 12–28nm 车载/影像传感器的同时,Rapidus承担起“在日本本土重建 2nm 级制造能力”的象征性任务。

为什么大家都在抢着建2nm厂?

那我们再来分析下,为什么全球都在抢着建2nm厂?其实背后可以从三层逻辑来看:

首先在技术与经济逻辑:2nm是 AI 时代的“能源基础设施”。在 GB200、Vera Rubin这一代AI加速器之后,下一代训练/推理芯片几乎注定要在3nm之后的节点上实现(N2、N2P、18A、SF2 等)。2nm 能以更高的晶体管密度和更低功耗,支撑每瓦算力的进一步提升——在供电、散热、机房负荷都成约束的背景下,领先一个节点,本质上就是在 AI 基础设施的单位 CAPEX 上更具优势。

再者在资本与产业链逻辑层面:巨额capex只能靠“政策+头部客户”捆绑。一座 2nm 厂动辄 80–100 亿美元级别,外加EUV机台、先进封装厂与配套水电网,单一企业难以靠自由现金流吞下。

台积电靠的是Apple、英伟达、AMD、超大规模云厂商 + 美国、日本、德国政府补贴;英特尔背后是美国政府近10%的股权+英伟达50亿美元的战略投资;三星则通过集团内部订单+特斯拉、矿机客户等高ASP订单,给2nm产线喂“高毛利订单”,用时间换空间;Rapidus完全是“政策先行 + 生态伙伴站台”,IBM、Cadence 等构成其技术和工具护栏。在这样的模式下,建 2nm 厂已经不只是企业决策,而是国家产业政策的执行工具。

最后,2nm带有很浓重的地缘政治色彩。美国政府直接入股英特尔,把CHIPS补贴变成国有股;日本经济产业省把Rapidus视作“新一代信息基础设施”的关键;欧洲通过欧洲芯片法案引入台积电、英特尔、格芯;中国台湾则通过密集的本岛建厂计划,把自身在全球供应链中的“不可替代性”进一步拉高。换句话说,谁掌握2nm产能,谁就在未来10年的AI算力游戏里占据话语权。

当然,所有这些看起来热火朝天的建厂计划,也并非没有隐忧:

第一,需求是否会一直这么“离谱”?魏哲家已经公开承认,AI 驱动下的先进制程需求“远超预期”,大致是当前产能的三倍左右——但这种超预期是短期的供给断层,还是可以持续 5–10 年的结构性趋势,目前没人敢打包票。

一旦全球在2nm/1.4nm上同时砸下数十座厂,下一轮周期下行时的价格战、减值和财务压力,可能会比 2018 年存储器价格崩盘更惨烈。

第二,地缘政治集中度问题。如果台积电真的在宝山、楠梓、南科建10座 2nm 厂,再加上A14台中厂、美国亚利桑那三座厂,日本熊本与计划中的德国厂,全球 2nm+ 的产能仍高度集中在台湾及少数几个盟国——这对供应链弹性与地缘政治风险管理都是双刃剑。

第三,人才与供应链“是否跟得上厂房”。2nm不只是建一栋厂房,更是要在短时间内拉起成千上万名具备EUV经验的工程师与技术员;连带还要有足够的化学品、光罩、前道/后道设备维护团队。这也是为什么台积电一边在台湾疯狂招人,一边被统计为“推升台湾赴美工作人口增长的关键力量”。

谁将利好?

2nm厂的兴建,最直接的利好就是半导体设备商(最大赢家之一)。2nm厂基本就是“设备堆出来的”。EUV/浸没式光刻、沉积、刻蚀、清洗、量测/检测、CMP、封装相关设备会在建厂期就吃到订单与交付节奏。还有上游的材料与耗材供应链,如硅片、光刻胶/化学品、特气、靶材、抛光材料、光罩/掩膜版相关、过滤系统等,跟着产线扩张持续放量。

待良率跑到量产后,先进封装与测试链将长期利好。AI芯片早就不是只靠更先进制程赢,而是制程 + CoWoS/2.5D/Chiplet + HBM 的系统组合。2nm产能扩张,往往同步拉动先进封装、测试、基板等需求。

对于NVIDIA/Apple/AMD/高通/特斯拉/云厂商等这些大客户而言,多家2nm并进,给大客户更多 议价与second source 空间。

然而,最大不确定在于,如果AI需求回落或良率不达标,最容易承压的是“砸了巨额capex但产线跑不满”的那一方。

小结

如果把视角拉长一点看,2nm制程和围绕它兴建的晶圆厂,更像是过去40年摩尔定律的“期末大考”:对台积电来说,这是一场关于“本岛 vs 海外、护城河 vs 去风险”的资产重配;对英特尔来说,这是一次用18A和国家队资本,争夺“先进制程最低保真度”的背水一战;对三星来说,这是借 2nm 强行把自己从“有能力的挑战者”推向“不可忽视的第二选择”的赌博;对 Rapidus 和日本而言,这是在全球分工格局重塑中,抢回一块先进制造话语权的窗口。

2nm工艺本身的物理意义也许越来越模糊,但围绕“建 2nm 厂”展开的技术、资本和政治较量,却在清晰地划出一条新的产业分水岭:谁能熬过这轮高资本、高风险的节点,更重要的是,谁能在 AI 算力需求回归常态之后仍然站得住,谁才有资格在下一个 1.x nm 周期继续书写规则。

本文来自微信公众号“半导体行业观察”(ID:icbank),作者:杜芹DQ,36氪经授权发布。

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