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台積電的2奈米製程技術領先90%良率,英特爾的策略卻引起市場關注。這場先進製程競賽對高科技未來影響深遠。
你有沒有好奇,晶圓代工龍頭臺積電最新、最頂尖的先進製程技術發展得怎麼樣了?特別是大家常聽到的2奈米,以及下一代的A16。同時,他們的勁敵英特爾又打算怎麼追趕?這場技術競賽不只影響這些大公司,也牽動著我們生活中各種高科技產品的未來。
近期,臺積電的營收數字反映了宏觀經濟的變動,但同時,他們在看不見的技術前線,正緊鑼密鼓地推進藍圖。到底臺積電的2奈米和A16有什麼厲害之處?他們在關鍵技術(像是昂貴的High-NA EUV設備)上做了什麼決定,為什麼跟英特爾不一樣?這篇文章將用比較白話的方式,帶你一起看懂這場改變未來科技樣貌的先進製程大戰。
| 技術名稱 | 主要特點 | 使用未來 |
|---|---|---|
| 2奈米製程 | 全新GAAFET技術 | 預計2025年量產 |
| A16製程 | 導入背面供電 | 預計2026年量產 |
| High-NA EUV | 更高解析度的微影設備 | 提升製造精度 |
先來看看數字的部分。臺積電最近公布的5月營收是新台幣3205.2億元。這個數字雖然比4月減少了8.3%,但跟去年同期比起來,可是大幅成長了39.6%!而且這是歷年來5月份的最高營收,也是單月歷史次高的紀錄,這說明了市場對臺積電晶片的需求依舊強勁。

不過,你可能聽說了,最近新台幣在5月單月「狂升」了將近7%。對於像臺積電這樣大部分營收來自海外、以美元計價的公司來說,新台幣升值會帶來「匯兌損失」。簡單來說,就是原本賺到的美元,換算回新台幣時變少了。臺積電的董事長曾經提過,新台幣每升值1%,大約會讓公司的營利率降低0.4個百分點。所以,這次的新台幣急升,確實可能對臺積電短期的營收和獲利造成一些壓力,這是外部經濟環境帶來的挑戰。
| 影響因素 | 預期影響 |
|---|---|
| 新台幣升值 | 匯兌損失影響營利率 |
| 營收狀況 | 短期壓力,但中期增長可期 |
撇開短期的匯率波動,臺積電在先進製程的腳步可沒有停下來。大家最關注的2奈米製程,目前正按照計畫,預計在2025年下半年正式量產。這是一個非常關鍵的技術節點,因為臺積電在2奈米將會迎來一個重要的「技術轉型」。
過去我們常聽到的電晶體技術是FinFET(鰭式場效電晶體),想像它像一個站起來的鰭片,可以讓電流行經的面積變大,進而提升效能並控制漏電。但在2奈米這個節點,臺積電將會改用全新的GAAFET(環繞式閘極場效電晶體)技術。你可以想像 GAAFET 把電晶體做得更像一條被閘極「環繞」住的細長通道,這樣對電流的控制力更好,能在同樣的面積下塞進更多電晶體,並且有更好的效能和更低的功耗。
一個令人振奮的訊號是,據說臺積電2奈米的客戶「設計定案」(也就是客戶基於這個技術設計好他們的晶片電路圖,準備進入試產階段)數量,在現階段已經是當年5奈米同期的四倍!這代表了市場對臺積電2奈米技術的高度信任與強勁需求。包括蘋果、超微、高通、聯發科,甚至未來的英特爾,預計都將是2奈米製程的潛在客戶。雖然傳聞中2奈米單片晶圓的售價可能超過3萬美元,非常昂貴,但客戶的積極程度顯示他們願意為了頂尖效能付出高價。

2奈米之後,臺積電已經在規劃更下一代的A16製程,預計在2026年下半年量產。這個節點將首次導入一項新的技術,叫做「背面供電」(Backside Power Delivery,簡稱 BSPD 或 SPR)。這是什麼意思呢?想像一下,傳統晶片的供電線路和傳輸訊號的線路都在晶片的同一面,這會讓線路變得非常擁擠。而背面供電,顧名思義,就是把提供電力的線路移到晶片的背面去。這樣做的好處是可以讓訊號線路有更多空間,減少干擾,進一步提升晶片的效能,並降低電阻帶來的功耗。
然而,在A16這個節點上,臺積電做了一個讓市場有些意外的決定:暫時不採用目前最先進的高數值孔徑(High-NA)EUV微影設備。EUV 是一種用來在晶圓上刻畫極微細電路圖的光刻技術,而 High-NA EUV 則是現有 EUV 的升級版,理論上可以刻出更小、更精細的圖案,對於推進更先進的製程非常有幫助。生產 EUV 設備的荷商 ASML 是這個領域的獨家供應商,而 High-NA EUV 設備單價非常高昂,據估計超過3.5億歐元。
為什麼臺積電暫時不採用 High-NA EUV 呢?主要有幾個考量:
| 考量因素 | 說明 |
|---|---|
| 成本 | High-NA EUV 設備購置和運行成本高昂 |
| 技術風險 | 新技術應用存在不確定性 |
| 現有技術優化 | 利用現有技術達成效能目標 |
這也符合臺積電過去在技術選擇上比較穩健的風格。例如,當年從10奈米邁向7奈米時,雖然競爭對手三星較早嘗試將 EUV 導入量產,但臺積電選擇先用成熟的 DUV(深紫外光)技術達到7奈米,等 EUV 技術更成熟後才導入7奈米加強版和後續的5奈米、3奈米製程,並因此取得了良率和產能的優勢。在3奈米技術從 FinFET 轉向 GAAFET 的進程上,臺積電也選擇先以 FinFET 技術推出了 N3、N3E 等多個版本,讓客戶有更多選擇,直到2奈米才導入全新的 GAAFET,這都顯示了其在技術推進上的策略性考量。
與臺積電不同的是,其主要競爭對手英特爾在先進製程的策略上顯得更為積極。英特爾已經取得了業界首台 High-NA EUV 設備,並計畫將其應用於他們的 18A(相當於1.8奈米)及未來的 14A 製程,目標是在2025年迎頭趕上甚至超越臺積電的技術節點。
市場上常會把英特爾的 18A 拿來和臺積電的 A16 或 2奈米進行比較。但單純比較某一個性能指標(例如時脈速度)可能不足夠全面。就像我們買車不只看最高速度,還要看油耗、舒適度、空間、價格一樣。臺積電的策略是提供多元化的節點選項,例如在2奈米家族可能會有 N2、N2P(性能加強版)、N2X(更高性能版)等,再到導入背面供電的 A16。這些不同的節點會在效能、密度(能在同樣面積塞多少電晶體)、成本、功耗之間提供不同的平衡選項,讓客戶可以根據自己產品的需求(例如手機晶片重視功耗,伺服器晶片重視效能)選擇最適合的製程。
英特爾則更著重於快速推進其製程名稱上的數字,並提早導入 High-NA EUV 這樣的尖端設備。這種不同的策略各有優劣。英特爾有可能憑藉提早採用新設備而彎道超車,但也可能面臨更高的技術風險和成本壓力;而臺積電則透過穩健的技術推進和多元的節點佈局,鞏固現有客戶並吸引新客戶,風險相對可控。這場兩大巨頭在先進製程技術路線和策略上的較量,將是未來幾年半導體產業最大的看點之一。
推動這場先進製程競賽加速進行的,主要原因之一就是AI(人工智慧)和 HPC(高效能運算)需求的爆炸性成長。從大型語言模型到各種需要強大算力的應用,都對晶片的運算能力提出了前所未有的要求。這使得像 NVIDIA 的 GPU、各大雲端服務商(CSP)自己設計的 AI 晶片(ASIC)需求大增,而這些晶片都需要最頂尖的先進製程才能製造。

隨著晶圓代工廠(如臺積電)為了滿足這些需求而加速研發更複雜的技術(如2奈米的 GAAFET 和 A16 的背面供電 SPR),以及在全球各地擴建新廠,對於半導體製造過程中的「檢測」和「分析」需求也同步飆升。
新的電晶體架構和複雜的生產工藝,意味著更容易出現製造上的小問題。這就需要更精密的「材料分析」(MA)和「故障分析」(FA),才能確保良率、找出問題並改進生產流程。例如,GAAFET 和 SPR 等新技術涉及全新的材料和結構,檢測分析公司需要使用非常先進的設備(如穿透式電子顯微鏡 TEM、聚焦離子束 FIB 等)來檢查晶片內部結構是否正確,甚至分析微小的材料成分。這個領域的需求水漲船高,也帶動了相關供應鏈公司的成長,例如專門提供半導體材料分析與故障分析服務的閎康科技,就是受益於這波先進製程檢測需求而營收穩健成長的代表。
| 需求來源 | 預期影響 |
|---|---|
| AI運算需求 | 提升對強大晶片的需求 |
| 高效能運算 | 增加複雜技術的研發需求 |
總的來看,儘管面臨新台幣升值帶來的短期營收換算壓力,臺積電在先進製程領域的地位依然穩固,特別是2奈米製程憑藉技術創新和客戶的高度青睞,預計在明年量產後將成為重要的成長動能。再往後的 A16 製程,導入背面供電技術也顯示了其持續推進技術極限的決心。

與此同時,主要競爭對手英特爾透過積極導入如 High-NA EUV 等新設備,展現了重返晶圓代工榮耀的企圖心。兩家公司在技術路線、設備選擇和節點佈局上的差異,構成了這場先進製程大戰的核心看點。
這場競賽不單是臺積電與英特爾之間的較量,它牽動著全球半導體產業的方方面面,從上游提供材料和設備的廠商,到下游負責晶片封裝和檢測分析的公司,無不受到影響。隨著 AI 和 HPC 需求的持續噴發,對於更強大、更有效率晶片的需求只會越來越高,這意味著先進製程的研發與競爭還將持續白熱化。身為關注科技與財經發展的我們,這段過程絕對是精彩可期,值得持續觀察!
【免責聲明】本文旨在提供產業資訊與知識分享,內容不構成任何投資建議。投資有風險,請獨立思考並評估自身狀況後謹慎為之。
Q:臺積電的2奈米製程預計何時量產?
A:預計在2025年下半年正式量產。
Q:什麼是背面供電技術?
A:是將電力供應線路設置在晶片背面,以減少擁擠並提升效能。
Q:比起傳統技術,GAAFET有何優勢?
A:GAAFET能在相同面積內容納更多電晶體,提供更好的效能及低功耗。