半导体制造技术竞争 - 台积电、英特尔、三星和日本Rapidus正在2纳米工艺上展开激烈竞争,台积电虽实力雄厚但面临追赶者压力 [1] - 在2nm尚未大规模量产时,行业已开始关注1纳米技术研发 [1] - 台积电组建团队加速1纳米研发,并计划在台湾南部建设1纳米超级晶圆厂,包含6条生产线(P1-P3为1.4nm,P4-P6为1nm) [6] - 台积电计划提前推出1纳米工艺,原定2027年推出的1.4nm工艺提前至2026年,以巩固市场领先地位 [7] 光刻技术进展 - ASML与Imec建立五年合作,专注于2nm以下工艺,提供包括High-NA EUV(0.55数值孔径)在内的最新光刻设备 [3] - High-NA EUV系统单台成本达3.5亿美元,可实现单次曝光8nm分辨率,是2nm以下节点的关键 [4] - Imec首次在比利时鲁汶的研究线直接使用High-NA EUV技术,加速研发进程 [4] - 日本DNP成功开发支持2nm EUV光刻的光掩模,图案比3nm小20%,并完成High-NA兼容评估 [7][8][9] - DNP目标2027财年量产2nm光掩模,并与Imec合作推进1nm技术 [9] 1纳米技术路线图 - Imec在2022年公布1纳米晶体管路线图,涵盖从FinFET到GAA纳米片、CFET及原子通道设计的演进 [11] - GAA/纳米片晶体管将在2nm节点首次亮相,CFET晶体管预计2032年问世 [12] - 行业面临设计成本飙升(单线程性能增益从每年50%降至5%)与AI算力需求每6个月翻倍的挑战 [13][14] - High-NA EUV光刻机(0.55孔径)预计2026年量产,可将晶体管密度提升至~1000 MTr/mm² [15] - 背面供电技术(BEOL改进)和3D互连等创新将支撑未来密度与性能提升 [16][17][18] 行业趋势与创新方向 - 摩尔定律在晶体管密度上仍有效,但经济性(每晶体管成本)面临挑战 [13] - 系统技术协同优化(SCTO)、新材料(如石墨烯)及量子计算技术被视为长期解决方案 [14][17][18] - 台积电同步推进2nm(台湾)和4nm(美国亚利桑那州)量产,应对AI芯片需求激增 [7]
1nm,重要进展