台積電的 2nm 製程將再漲價，每片晶圓漲價 30,000 美元，2nm 成本是 4、5nm 的 2 倍

ellen · 發表於 2024-10-7 11:21:59

台積電的 N2（2 奈米級）製造技術可望比現有的 N3（3 奈米級）製造製程提供眾多優勢，因為它將採用奈米片環柵電晶體和 NanoFlex。然而，根據《中國時報》報道，由於全球第一代工廠將以大約是 N5 晶圓價格兩倍的價格出售 N2 晶圓，因此其價格將遠高於預期。但有一個問題。

據報道，台積電對使用其 N2 技術的 300 毫米晶圓製程的報價將超過 30,000 美元。先前預計，全球最大的晶片代工製造商每片 N2 晶圓的收費約為 25,000 美元，遠高於每片 N3（3nm 級）晶圓約 18,500 美元。如果資訊準確，N2 晶圓的成本將是 N4/N5 晶圓的兩倍，據信目前 N4/N5 晶圓的成本約為 15,000 美元。

由於該資訊來自非官方來源，因此應持保留態度。還應該指出的是，台積電的價格取決於多種因素，包括銷售量和客戶。雖然有些客戶必須為每片晶圓支付更少的費用，但其他客戶必須支付更多的費用，因此 30,000 美元的數字是一個非常粗略的估計。

與目前的 N3E 製造技術相比，台積電即將推出的 N2 製造流程將提供多項改進。預計效能提升 10% 至 15%（在相同的功耗和複雜性下），同時功耗降低 25% 至 30%（在相同的時脈和複雜性下）。此外，轉向 N2 節點可能會使電晶體密度平均提高約 15%。一般來說，從 N3E 到 N2 的過渡帶來的改善與從 N5 到 N3B 的過渡相似。

然而，台積電的N2將採用奈米片GAA電晶體，這將使晶片設計人員能夠透過改變通道寬度（增加寬度提升性能，減少寬度降低功耗）來更精確地控制不同單元的性能和功率。此外，TSMC 的 N2 還具有 NanoFlex 功能，使晶片設計人員能夠將來自不同庫（高性能、低功耗和高密度）的標準單元組合到同一個模組中，以優化性能、功耗和晶片尺寸。

但對於台積電來說，N2 的成本可能會很高。該公司正在建造兩座晶圓廠，利用其 2 奈米級製程技術製造晶片，並斥資數百億美元購買超昂貴的 EUV 光刻設備（每台設備約 2 億美元）。此外，N2 將使用多種創新生產技術，這將使台積電的成本比 N3E 更高。 N2 整體上可能會增加更多的 EUV 微影步驟，這將增加其成本。例如，台積電可能需要用N2返回EUV雙圖案，這會增加其成本，因此代工廠將這些額外成本轉嫁給客戶是合理的。

如果每片晶圓 30,000 美元的報價是準確的，那麼使用 N2 相對於 N3（晶體管密度提高 15%，同時提高性能並降低功耗）對於台積電的所有客戶是否具有很大的經濟意義還有待觀察。蘋果準備在 2025 年下半年使用 N2，因為每年都需要改進 iPhone、iPad 和 Mac 的處理器（不過預計這些產品要到 2026 年才會配備 N2 晶片）。其他大客戶通常會在1.5-2年內趕上蘋果，因此到那時報價可能會低一些。

不過，2 奈米級片上系統的開發是一項非常昂貴的工作，特別是因為台積電正在轉向奈米片GAA 電晶體（這意味著全新的IP 和設計工具），並對功耗、性能和性能提供了一些額外的控制。因此，有能力開發 2nm 處理器的晶片設計人員很可能能夠負擔每片晶圓 30,000 美元的生產費用。然而，期望他們將這些額外成本轉嫁給最終用戶。

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