台积电2纳米（N2）技术量产与GAA转型 - 台积电2纳米（N2）技术已于2025年第四季开始量产，采用纳米片（Nanosheet）晶体管结构，这是自2011年FinFET以来晶体管架构最重大的变革[1] - 与3纳米N3E制程相比，2纳米在相同功耗下速度提升10%至15%，在相同速度下功耗降低25%至30%，芯片密度增加大于15%[2] - 台积电规划在高雄建置5座2纳米晶圆厂，总投资金额逾1.5万亿新台币，P1厂已于2025年底量产，P2厂预计2026年第二季量产，将创造7,000个高科技职缺[2] - 预计2025年2纳米制程最大月产能将高达14万片，超过市场预估的10万片，直逼3纳米制程今年将放大到的16万片月产能[2] - GAA纳米片架构通过将栅极包裹在水平堆叠的硅带四面，解决了FinFET在5纳米以下因漏极感应势垒降低（DIBL）导致的漏电问题，仿真显示DIBL降低了65-83%[5][6] - 台积电的NanoFlex技术允许在同一芯片上采用可变宽度的纳米片，实现低功耗核心与高性能核心的集成，提供了架构设计自由[8] - GAA转型引入了4-5个全新工艺模块，使制造流程延长约20%，每片晶圆的生产设备密集度将增加30%至50%[1][11] - 应用材料公司量化指出，每10万片晶圆/月产能的设备收入，因GAA和背面供电技术，从约60亿美元增长到70亿美元[14] - 2纳米（GAA）晶圆成本预计为25,000-30,000美元，较5纳米（约17,000美元）增长约50%；晶圆厂建设成本（以5万片/月产能计）预计为280亿美元，较5纳米（约150亿美元）增长约40%[15] 先进封装（CoWoS）成为AI芯片发展瓶颈 - 先进封装能力，而非晶体管密度，已成为制约人工智能芯片领先地位的关键瓶颈[2][15] - 英伟达占据了台积电CoWoS-L芯片产能的70%以上，博通旗下的超大规模数据中心客户（如谷歌、苹果、Meta等）争夺剩余产能[3] - 单次极紫外光刻曝光的光罩面积限制约为858平方毫米，英伟达GB100芯片面积已达814平方毫米，接近极限，要构建更大系统必须依赖多芯片封装技术[17] - CoWoS-L等先进封装面临热膨胀系数不匹配的挑战，材料差异在高压下可能导致翘曲、开裂，这是英伟达Blackwell处理器推迟发布的原因之一[17] - HBM3e内存堆叠集成复杂度高，微凸点间距为20-30微米，预计2026年推出的HBM4将间距缩小至10微米，良率要求极其苛刻[18] - 台积电CEO魏哲家证实CoWoS供应紧张情况可能持续到2025年，希望2026年能缓解[21] - 尽管2024年和2025年产能翻番，需求仍超过供应，先进封装平均售价每年增长10-20%，而逻辑晶圆平均售价仅增长5%[21] - 台积电封装业务约占其营收的7-9%，毛利率接近公司平均水平（约53%）[21] - 国内法人已上修台积电2026年底CoWoS产能预估14%，达到125千片/月，预计2027年底将进一步提升至170千片/月[23] - 台积电先进封装技术多元化发展，包括CoWoS、SoIC（已获AMD MI300应用）、WMCM（预计用于苹果A20芯片）以及正在开发的CoPoS技术[23][24] 主要客户产能分配与竞争格局 - 摩根士丹利分析揭示了台积电2025年CoWoS产能分配：英伟达占60-63%，博通占约13%，AMD占约10%，Marvell占约8%，其他（英特尔、联发科等）占约6%[21] - 博通在定制AI加速器市场占据约70%份额，2024财年AI收入达122亿美元，同比增长220%[32] - 博通为超大规模数据中心提供定制AI加速器，客户包括谷歌（TPU v7）、苹果、Meta（MTIA v2）、字节跳动、OpenAI和Anthropic[33] - AI芯片市场竞争加剧，进入英伟达、AMD、博通与英特尔“四强争霸”时代，竞争焦点从算力转向效率、成本与架构[35] - 英伟达下一代Rubin平台预计2026年下半年推出，采用N3P制程与CoWoS-L封装，并整合Vera CPU[30][35] - AMD专注于“开放标准”，推出Helios机架级AI架构，可在单一机架整合72颗MI450系列GPU，已获甲骨文承诺采用，OpenAI被视为重要早期客户[36] - 英特尔计划推出名为“Crescent Island”的数据中心AI GPU，强调能源效率与推理效能，主打“每美元效能”[37] 技术发展路线图与行业影响 - 台积电技术路线图显示：N2于2025年下半年量产；N2P作为2纳米家族延伸，计划2026年下半年量产；A16（1.6纳米）采用背面供电，预计2026年下半年量产，英伟达将是其首家客户；N2X预计2027年推出；A14预计2028年推出，将首次采用High-NA EUV光刻[29][30][41] - 纳米片之后的晶体管路线图明确：叉状片（Forksheet）预计2028年左右推出，CFET（互补场效应晶体管）预计2032年左右推出[8] - GAA转型驱动半导体设备需求增长，KLA报告称与FinFET相比，GAA驱动高端薄膜计量层增加30%，关键检测层增加50%[12] - 在Lam Research在5纳米以下选择性蚀刻领域占据约80%市场份额，其Selis和Prevos平台在纳米片释放蚀刻步骤中几乎不可替代[11] - 由于台积电CoWoS产能紧张且云端服务供应商考虑分散风险，委外封测代工（OSAT）业者成为第二波成长动能，其CoWoS扩产将在2026年进入加速期[43] - 日月光投控的先进封装产能预计从2025年底的5千片/月，快速成长至2026年底的20千片/月[43] - OSAT业者为优化成本并应对芯片尺寸增长，正积极发展面板级封装方案，以追求生产效益最大化[43]