【2奈米戰場2-2】台積電製程良率大幅領先！ 三星、英特爾在後苦苦追趕

半導體先進製程今年正式進入2奈米競爭時代，台積電、三星、英特爾陸續邁入量產！以技術層面來說，三星在3奈米進入環繞閘極電晶體（GAAFET）架構，算是GAA的先行者，英特爾則是最早使用GAA+晶背供電技術的業者。台積電2奈米雖首度採用GAA架構，但良率卻是三星的2倍以上。這場2奈米大戰究竟誰會勝出，似乎已見分曉！

台積電2奈米採用Nanosheet技術

台積電2奈米（N2）採用第一代Nanosheet奈米片技術的環繞閘極電晶體（GAAFET）架構；相較N3E，在相同功耗下，速度增加10~15%；而在相同速度下，功耗降低25~30%，晶片密度則相對增加15%以上

2奈米搭配NanoFlex技術，透過靈活的元件寬度調節，進行效能、功耗和面積的最大化（PPA）。短單元可節省面積並提高能源效率，高單元則可提升效能，提高客戶在設計組合上的靈活性，可提升15%的速度，同時在面積與能源效率間取得最佳平衡。2奈米將如期在2025年下半年進入量產。


台積電2奈米家族延伸出N2P製程技術，具備更佳的效能及功耗優勢，為智慧型手機和HPC應用提供支持，N2P計畫於2026年下半年量產。目前主要客戶皆已完成2奈米矽智財設計，進到驗證階段。

台積電預期，2奈米技術在前2年的產品設計定案數量將高於3奈米的同期表現，進一步擴大技術領先優勢。



三星導入GAA已四年　仍面臨良率難題

三星在3奈米搶先導入環繞閘極電晶體（GAA）架構，現已邁入量產第四年，將GAA持續導入2奈米製程。最新SF2Z製程採用優化的晶背供電網路（BSPDN）技術，將電軌建置於晶圓背面，有效解決電源與訊號線的資源排擠問題。

與第一代2奈米SF2相比，SF2Z導入BSPDN後能改善整體功耗、效能和面積，亦可顯示減少電壓下降，進一步強化高效能運算的設計效能。SF2將在今年量產，SF2P、SF2X預計2026年量產，SF2Z則規劃於2027年量產。


IDC 資深研究經理曾冠瑋指出，三星從3奈米進入GAA架構，某些機台採共用或改造成2奈米製程，算是GAA架構的先行者，仍遇到良率問題。但依過去經驗來看，三星還是有機會比台積電提早半季或一季進行量產。


日前韓媒報導，三星正在為下一代智慧型手機Galaxy S26做準備，該款手機將搭載自家Exynos 2600處理器，採用SF2製程（第一代2奈米），Exynos 2600並已開始試產，良率約30%。

英特爾放棄20A！研發主力投入18A

英特爾於去年宣布取消20A計畫，將研發重心放在18A，預計今年量產。18A製程是英特爾第二個使用全方位閘極（Gate-All-Around）RibbonFET帶式場效電晶體和背部供電技術（PowerVia）製程技術，也屬於GAA架構。與2奈米相比，18A製程將 RibbonFET設計最佳化，提高了10%的性能功耗比。

曾冠瑋說，「從技術層面來看，英特爾是最早進入GAA+晶背供電技術的業者，憑藉此優勢，在技術上還是有很大發展空間」。

根據 IDC 追蹤，英特爾18A製造自家產品「Panther Lake」，在良率上沒有太大問題，約與三星處在相同層級，但與台積電仍存在相當大的差距。若生產IC設計客戶的產品，良率就更為不穩定。「因此，IC設計公司仍在評估要不要在Intel 18A投片，像是博通評估後發現，英特爾在功耗上沒有達到要求，因此轉向台積電下單。」

曾冠瑋認為，英特爾面臨的問題是它原本是IDM體系，要進行晶圓代工的PDK還需要努力，因為IC業者要投片，就是要看PDK系統夠不夠完善，才能進行模擬。

知名分析師郭明錤認為，在3個月前，台積電2奈米試產量率已達60~70%，目前更遠高於這個水準。而英特爾18A奈米製程技術良率僅2至3成，還有很大的改善空間。他預測蘋果在明年下半年推出的iPhone 18高階手機，將使用台積電2奈米製程。

工研院產科國際所產業分析師黃慧修指出，當半導體先進製程推進到2奈米或更小尺寸，必須採用ASML高數值孔徑EUV（High-NA EUV）曝光機，它成為台積電、英特爾、三星等晶圓廠進入2奈米的必備設備。


新設備的優勢是數值孔徑從0.33增大到0.55，每小時可印刷超過185個晶圓，大幅提升產能。單次曝光解析度可低至8奈米，可減少在先進製程節點使用多重曝光製程，讓製造流程更簡化，而英特爾是最早取得此設備的業者，預計導入14A製程。