晶圓代工龍頭台積電以一種極為低調的方式，正式宣告了 2 奈米（N2）時代的來臨。與過往重大製程突破時舉行盛大慶祝活動或發布正式新聞稿的做法不同，台積電此次選擇在其官方網站的技術頁面上，靜悄悄地更新了一行文字，那就是「台積電 2 奈米（N2）技術已按計畫於 2025 年第四季開始量產」。這份低調並未掩蓋其戰略意義，隨著N2製程的投產，全球半導體競爭已進入了以 GAA（全環繞閘極）架構為核心的新紀元。
從 FinFET 到 GAA 的技術突破
台積電的 N2 製程不僅僅是數字上的進步，更是技術底層邏輯的重大革新。這是該公司首個採用全環繞閘極（Gate-all-around，GAA）奈米片（Nanosheet）電晶體的製程節點。在這種新結構中，閘極完全包覆由堆疊水平奈米片形成的通道，這種幾何構造能顯著提升電磁控制力，有效減少漏電問題，並允許在不犧牲效能或功耗效率的前提下，進一步縮小電晶體尺寸，進而大幅增加電晶體密度。
根據台積電公布的技術參數，與前一代 N3E 製程相較，N2 在相同功耗下可提升 10% 至 15% 的效能。若在相同效能下，則能降低 25% 至 30% 的功耗。對於混合設計（包含邏輯、類比與 SRAM）而言，其電晶體密度可提升 15%。而針對純邏輯設計，密度增幅更高達 20%。
此外，N2 製程還導入了超高性能金屬絕緣體金屬（SHPMIM）電容器，這項創新為供電網路提供了比前代設計高出兩倍以上的電容密度，同時將片電阻（Rs）與通孔電阻（Rc）各降低了 50%。這些技術細節的改進，直接轉化為更穩定的供電、更卓越的運算性能以及更優化的整體能源效率。
高雄廠的驚喜與新竹廠的續進
此次 2 奈米量產最令業界意外的，莫過於生產基地的選擇。原本外界普遍預期，台積電會率先在緊鄰其全球研發中心的新竹寶山 Fab 20 廠進行 N2 技術的量產，畢竟該廠區是 2 奈米系列技術的研發大本營。然而，根據最新的營運資訊，台積電實際上是從位於高雄的 Fab 22 廠開始量產 2 奈米晶片。
雖然 Fab 20 廠預計也會隨後啟動大規模生產，但高雄廠的「首發」地位，反映出台積電在全台產能調配上的高度靈活性。台積電執行長魏哲家在 10 月的法人說明會上曾經表示，N2 製程在本季進展順利且良率良好，並預計在 2026 年受惠於智慧型手機與高性能運算（HPC）AI應用的驅動，達成更快速的產能提升。
過去，台積電在導入新製程時，通常會優先針對行動裝置及小型消費性電子產品進行產能爬坡，因為這類晶片尺寸較小，良率控制相對容易，但 N2 製程打破了這項慣例。背景是因為市場對先進製程的強烈需求，台積電正同時針對智慧型手機，以及更大型的「AI」與「HPC」設計在新廠進行產能提升。
儘管HPC是一個廣義詞彙，涵蓋了從遊戲主機系統單晶片（SoC）到重型伺服器中央處理器（CPU）的所有產品，但這無疑增加了產能提升的複雜性。而且，同時啟動兩座具備 N2 生產能力的晶圓廠，反映出台積電眾多合作夥伴對此技術的高度興趣。
N2P 與 A16 的後續接力
2 奈米的量產只是開端，台積電已規劃好了清晰的後續路徑。先前魏哲家透露，做為 N2 家族的延伸，台積電將推出 N2P 製程，在 N2 的基礎上進一步優化性能與功耗，預計於 2026 年下半年量產。
更受矚目的將是 A16 製程，透過 A16 結合 N2P 的技術，並導入台積電引以為傲的超級電軌（Super Power Rail，SPR）背面供電技術。這項技術特別適用於具有複雜信號路徑和密集電力傳輸網路的高性能運算產品。目前，A16 的研發進度亦符合預期，預計將於 2026 年下半年進入量產階段。
台積電 2 奈米的正式量產，代表著半導體產業在追求摩爾定律極限的道路上又邁出了關鍵一步。從高雄廠的異軍突起到 GAA 架構的實戰應用，台積電再次證明了其在先進製程領域的執行力。如果把半導體製程的演進比喻成一場馬拉松，那麼 N2 製程的量產就像是運動員穿上了特製的輕量化跑鞋（GAA架構），在減輕負擔（功耗降低）的同時，還能爆發出更強的衝刺力（效能提升）。隨著AI與HPC晶片的需求爆發，這場競賽的下半場才正要進入最高潮。
(首圖來源：shutterstock)
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