全球终端市场仍未全面复苏,半导体产业竞争态势日趋激烈,与此同时AI驱动半导体产业需求提升、技术升级,这一背景下,厂商正加速半导体先进制程与先进封装等技术突围。近期市场传出新进展:英特尔18A制程进入风险生产阶段;Rapidus计划推出2纳米芯片样品;三星加速推进2nm工艺研发;台积电先进制程、先进封装齐发力。
01
英特尔18A制程进入风险生产阶段
在近期的Intel Vision 2025大会上,英特尔正式宣布其18A制程技术已经进入风险生产阶段。随着18A制程的推进,英特尔即将推出的新一代处理器“Panther Lake”预计在今年开始量产。
业界透露,“风险生产”指在正式大规模量产之前的一个重要阶段,晶圆厂会开始小批量试生产采用新制程的芯片,目的是验证制程的稳定性、良率以及设计规则的正确性,为后续的大规模量产打下坚实的基础。风险生产到最终的成熟量产还有一段路要走,期间可能会遇到一些问题,但能够走到这一步,已经足以证明英特尔在先进制程技术上的实力和决心。
资料显示,英特尔18A制程最大的亮点在于采用了两项突破性的技术:RibbonFET和PowerVia。
RibbonFET是一种全新的晶体管结构,也被称为Gate-All-Around(GAA)技术。相较于传统的FinFET(鳍式场效应晶体管),RibbonFET将通道材料包裹在闸极的四个侧面,就像一条条纳米级的「缎带」。这种设计能够更有效地控制电流的开关,减少漏电,并在更小的空间内实现更高的性能和能效。可以说,这是晶体管结构上的一次重大革新,为未来更微小的制程节点铺平了道路。
PowerVia则着眼于芯片的供电方式。传统上,电源和讯号的互连都是在芯片的同一侧进行,这可能会导致讯号拥塞和电压下降。PowerVia则将电源互连转移到芯片的背面,透过直接连接的方式为晶体管供电。这样一来,正面的空间可以完全用于讯号布线,从而提高讯号传输效率,降低功耗,并提升整体性能。
英特尔透露,与Intel3制程相比,18A制程的每瓦性能将提升高达15%,芯片密度将提高30%。这些显著的改进将直接转化为英特尔在各种产品领域的竞争优势。
业界指出,英特尔的18A制程在技术上与台积电的N2(2纳米级)制程相当。英特尔的18A制程可能在性能方面更具优势,而台积电的N2制程则可能提供更高的晶体管密度。英特尔的PowerVia背面供电技术是其独特的优势,台积电预计要到更晚的A16制程(2026-2027年)才会采用类似技术。
02
Rapidus计划推出2纳米芯片样品
4月1日,日本半导体公司Rapidus宣布,2025财年计划和预算已获日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)批准,将于4月启动2纳米芯片试制生产线,目标2027年量产。
业界指出,2纳米是目前最先进的半导体制造工艺之一,如果Rapidus能够成功推出并量产2纳米芯片,将标志着日本在半导体制造技术上取得了重大突破,缩小了与台积电、三星等领先企业的差距。
Rapidus计划推出2纳米芯片样品无疑是日本半导体复苏进程中的一个重要里程碑,展现了其重振雄风的决心和潜力。
但要指出的是,推出样品和实现大规模量产之间存在巨大的差距,Rapidus和日本半导体产业仍然面临技术、资金和供应链等多重挑战。
03
三星加速推进2nm工艺研发
三星在3nm工艺节点上遭遇一些挫折,但并不影响其持续发力先进制程的决心。
最新消息显示,三星即将量产全球首款2nm芯片:Exynos 2600,计划在2025年5月进入原型量产阶段。明年年初发布的三星Galaxy S26系列,将成为首款搭载该芯片的机型。
Exynos 2600基于三星SF2工艺制造,这是三星第一代2nm制程,相较于3nm工艺,SF2在相同计算频率和复杂度下可降低25%的功耗,同时提高12%的计算性能,并减少5%的芯片面积。
良率方面,据悉目前Exynos 2600良品率为30%,但随着量产进程的推进,良率有望持续上升。与此同时,三星也要在保持高性能的同时严格控制功耗。
除了上述产品外,三星未来还规划了包括SF2P、SF2X、SF2Z和SF2A等在内的多个节点,面向高性能计算、人工智能和汽车应用。
04
台积电先进制程、先进封装齐发力
3月31日,台积电于高雄厂区(Fab 22)举行“2纳米扩产典礼”,宣告二期(P2)厂房上梁仪式后完成结构体工程。
台积电执行副总暨共同营运长秦永沛表示,高雄加上台南厂区将成为”全球最大的半导体制造服务聚落”,2纳米制程并依计划进展良好,2025年下半年将进入量产。相较3纳米技术,台积电2纳米在相同功耗下速度提升了10%~15%;相同速度下功耗降低了25%~30%。
目前高雄厂区共规划五期厂房,工程进度如期,第一期(P1)厂房已进行装机;第二期厂房上梁仪式后,正式完成结构体工程;第三期(P3)厂房已开始展开结构体工程;第四期(P4)及第五期(P5)厂房亦于本月通过环评审查。
为满足高性能芯片市场需求,台积电积极布局先进制程与先进封装产能。近期,台积电位于台湾地区南部科学园区的先进封装AP8厂举行了扩厂典礼 。此次扩厂的主要目的是提升先进封装产能,特别是针对CoWoS技术 。
AP8厂是台积电目前最大的先进封装厂,其无尘室面积接近10万平方公尺。为了满足AI客户对先进封装CoWoS产能的迫切需求,台积电正积极改造该厂,并动员多家供应链厂商参与设备进机 。设备安装预计最早于2025年4月开始,并可能在下半年开始量产 。
根据TrendForce集邦咨询的预估,包含AP8厂、先前收购自群创的厂房以及台中厂的产能,台积电2025年的CoWoS月产能有望达到创纪录的7.5万片晶圆,几乎是2024年的两倍 。
除了台积电之外,包括英特尔和三星在内的其他主要厂商也在大力投资先进封装技术,以提供整合的解决方案 。英特尔的EMIB和Foveros技术,以及三星的I-Cube和X-Cube技术,都旨在与台积电的CoWoS技术竞争。这也意味着,AI时代下半导体市场的竞争不只有先进制程,先进封装也是一大看点,厂商的布局值得关注。
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