台积电和苹果合作研发 2nm 工艺，3nm 不再遥远，订单需求强劲

半导体制造是人类最复杂的科技工程，随着先进制程技术不断演进，研发、制造成本大幅增加，技术和资金壁垒不断提高，具备先进制程的厂商数量越来越少。

全球晶圆代工（Foundry）企业，台积电是无可争议的王者，在推动工艺进步的道路上不断前行，成为各大芯片厂代工厂商，全球市场占有率超过了 50%。最近几年的 iPhone 处理器，从 A11、A12 到 A13、A14，几乎都由台积电包揽。7nm 时代，像高通骁龙 865、苹果 A13 Bionic、华为海思麒麟 990，都不约而同选择了台积电为代工厂商。

台积电近期公布了 2021 年预计资本支出，其 280 亿美元资本支出创历史新高，其中 1600 亿人民币将用来进行 5nm 和 3nm 的研发。为了更好地满足市场对先进芯片的需求以及应对行业发展竞争，台积电还在大批招聘员工，今年预计将招聘近 9000 名新员工，较往年大幅增长近 20%。

在 5nm 工艺普及后，台积电已转向更先进的 5nm+ 工艺，即 5nm 工艺的改进版本 N5P。该工艺将用来生产新款 A15 芯片，搭载于今年的新款 iPhone 之中。预计苹果将在 2021 年占据台积电 80% 的 5nm 产能。

目前台积电的工作重心是 3nm 工艺，3nm 工艺按原计划稳步进行，有望下半年开始 3nm 工艺的风险试产，届时将生产 3 万块先进工艺芯片。3nm 工艺计划 2022 下半年大规模投产，设定的产能是每月 5.5 万片。随后就将逐步提升，2023 年的月产能将提升到 10 万片。

据悉，台积电 3nm 工艺将继续使用 FinFET 晶体管，但是相比于 5nm 晶体管密度增加了 70％，性能提升约 15%，功耗降低约 30%。

为了更好地实现制程工艺的进步，台积电还预计在年底之前，完成 50 台 EUV 光刻机的装机工作，为 3nm 工艺量产做准备。台积电 3nm 工艺准备了四波产能，其中首波产能中的大部分将留给他们的大客户苹果，预计将用于 A17 芯片。另外值得一提的是，英特尔也会将部分处理器订单外包给，由台积电 3nm 工艺完成。

3nm 再往前，台积电将联手苹果，组建强大团队攻坚难度更高的 2nm 工艺。据悉台积电可能已经获得了 2nm 工艺的订单。虽然没有提及名字，但可以猜到苹果肯定在其中。

目前，台积电正为未来 2nm 工艺场地作准备，台积电将为 2nm 工艺单独兴建工厂，将新竹县宝山乡作为试验和开发基地。如果一切顺利，我们将会看到 2nm 工艺于 2023 年试产。

不过，即使台积电和苹果这两大业界巨头合作，人力和资金充裕，2nm工艺的开发仍然有较大的难度，恐怕在数年内难以看到量产。