终于！台积电启动2nm工艺研发，三星惨败！

9月18日，据外媒报道，台积电已经正式宣布启动2nm工艺的研发，并将在位于中国台湾新竹的南方科技园建立2nm工厂。按照台积电的说法，2nm工艺预计需要研发4年时间，最快要到2024年才能够进入批量生产。而在2024年之前，5nm和3nm工艺将会成为过渡产品，同时台积电还表示，他们正在为5nm工艺量产做准备，预计将于2020年开始批量投产，有消息称苹果将成为台积电5nm工艺的首批客户。对于3nm，台积电则表示将于2022年批量投产。

　　这样一来，台积电便成为了世界上第一家宣布启动2nm工艺研发的公司。与此同时，另一厢三星，其基于EUV(极紫外光刻)技术的7nm LPP工艺才刚刚批量生产，前一阵还爆出了工艺良率差导致客户的5G芯片全部报废，尽管三星及时出来辟谣了，不过好景不长。随后三星在8月发布的新旗舰Note10，其搭载使用了7nm工艺的Exynos 9825又被网友扒出能效比还不如自家上一代使用8nm工艺的Exynos 9820。

　　在台积电和三星的较量中，从7nm开始，台积电似乎就已经将最大的对手三星远远抛在身后了。尽管台积电有着“摩尔定律的完美执行者”之称，不过，4年后批量投产2nm工艺还是着实让编者有些惊讶，毕竟摩尔定律的提出者英特尔，还在10nm工艺中苦苦挣扎，直到最近才有采用10nm工艺的产品上市。

　　其实早在制程工艺走到10nm时，有关半导体工艺已达物理极限的说法就开始在业内被广泛提及。其中仅量子隧穿效应和寄生电容问题就难以解决，前者是当晶体管尺寸缩小到原子级别后，电子可能会随意穿过壁垒导致漏电，从而使得芯片功耗增加;后者则是在线路过密过细的情况下，出现寄生电容干扰的问题，导致功耗增加。这种说法在7nm制程诞生时更是普遍，毕竟就连英特尔都在这上面栽了跟头，英伟达CEO黄仁勋更是公开表示摩尔定律已失效。

　　那么台积电真的有这样的能力，能够将摩尔定律“死守到底”吗?事实上，单纯从制程工艺的先进性来看，英特尔的10nm甚至还要比台积电7nm要强。英特尔10nm制程晶体管密度达到了100.8MTr/mm2，而台积电7nm制程晶体管密度仅为96.5MTr/mm2。显然，台积电与英特尔用来命名制程工艺的标准并不相同。

　　在9月18日开幕的科技创新论坛会议上，台积电研发负责人、技术研究副总经理黄汉森表示摩尔定律还会继续存在，随着晶体管密度更好，成本效益也会更高，受益的不只是逻辑芯片，内存、闪存芯片也会从摩尔定律中受益。有趣的是，接着黄汉森还提到：“现在描述工艺水平的XXnm说法已经不科学了，因为它与晶体管栅极已经不是绝对相关了，制程节点已经变成了一种营销游戏，与科技本身的特性没什么关系了。”

　　由于现在的栅极宽度定义无法准确描述7nm、5nm这样的半导体工艺核心，黄汉森建议采用新的指标来衡量半导体工艺的进展，未来工艺可以微缩到0.1nm级别，相当于氢原子大小，现在的制程定义不能再反应真正的科技水平了，氢原子级别的微缩才是创新，而且很多创新都是不可预见的。

　　虽然台积电在制程工艺命名上耍了一点“小心思”，不过从市场表现来看，各大厂商以及消费者普遍都对台积电代工的芯片表示满意。但要想延续摩尔定律，保持住自己的市场优势，台积电除了死磕制程工艺外，还需要从新材料、封装技术等方面入手。比如石墨烯等新型复合半导体材料，美国劳伦斯伯克利国家实验室此前就成功用纳米碳管制成了1nm晶体管;封装技术方面，目前台积电已经推出的CoWoS、bumping、InFO等后端3D封装产品和前道3D封装工艺SOIC和全新的多晶圆堆叠等多种封装方式，也将会是未来芯片制造的新方向。