臺積電難道要變成我們中國的中繼電了嗎?這背后到底發(fā)生了一個什么樣的情況?要知道他們已經(jīng)成功的突破一納米芯片。但是他們發(fā)現(xiàn)了一個很大的問題，那就是他們所需的原材料竟然被我們給牢牢的掌握住了。所以他們?nèi)绻娴南胍崿F(xiàn)這個目標，就必須要向我們?nèi)タ繑n，要好好的跟隨我們的腳步。

要知道，現(xiàn)如今我們對于芯片的需求量特別的高，尤其是二十八納米芯片和七納米芯片這兩個領域的需求量是重中之重。所以絕大多數(shù)的企業(yè)都特別渴望能夠多生產(chǎn)一點，就是希望能夠提供更多的需求量，這樣自己才能更好的發(fā)展起來。同時，幫助這些企業(yè)不斷的做大做強。但是有個別企業(yè)才能夠發(fā)，但去和生產(chǎn)，尤其像臺積電這樣的企業(yè)，他們的技術水平特別的好，他們已經(jīng)成為了全世界領先的企業(yè)。

在芯片領域當中代加工業(yè)務最厲害的就是臺積電?？墒堑侥壳盀橹?，其實我們對于高端芯片的需求量并不是特別大。那么問題來了，為什么臺積電和三星還要不斷的發(fā)展，還要不斷的去創(chuàng)新他們的腳步。其實這里面就要提到另外一個東西，那就是摩爾定律。要知道摩爾定律最重要的內(nèi)容就是我們的集成管的晶體數(shù)量。

要知道同樣的區(qū)域里面，如果晶體管的數(shù)量越多，那么這個芯片的質(zhì)量也就越好，它的性能也就越好，能夠給我們帶來更好的空間。如果我們真的想去提高我們的芯片傳輸速度，我們就必須要去縮小我們的晶體管，然后幫助我們快速的去打開我們的空間，并且?guī)椭覀儗崿F(xiàn)更多晶體管。

同時在一個區(qū)域里面要知道這里面還有另外一個好處，那就是尺寸不斷縮小之后，生產(chǎn)的成本也會大幅度的降低。所以覺得大多數(shù)的企業(yè)都特別渴望能夠領先其他企業(yè)，這樣自己才能快速的發(fā)展。并且在全新的技術上面甩開別人，讓自己成為真正的頂尖巨頭。誰能夠率先生產(chǎn)出更加高端的芯片，誰就能夠更好的去傲視群雄，才能夠成為真正的話語權者。就比如臺積電，現(xiàn)如今的臺積電就是應用到絕對的話語權。

臺積電將眼光放在了2nm之后更高精度的芯片制造工藝上，在臺中的建廠耗資最多達到2300億人民幣。

按照2021年年初該公司宣布的計劃，三年內(nèi)臺積電將支出1000億美元用于半導體產(chǎn)能擴張。

雖然臺積電需要為緩解全球芯片市場供應緊張狀況而擴充成熟工藝產(chǎn)能，但該公司仍然會將先進工藝的發(fā)展視為重點。

臺積電加速發(fā)展先進工藝

一方面，當前全球芯片荒的確在持續(xù)蔓延，但可以肯定的是，這場缺芯潮不會永遠持續(xù)下去。

畢竟除了臺積電之外，包括中芯國際等專業(yè)晶圓代工廠也在加速擴充產(chǎn)能。

根據(jù)業(yè)內(nèi)人士的分析，新增產(chǎn)能預計會在2022年下半年或者2023年釋放。更有人認為，未來全球半導體市場會出現(xiàn)芯片產(chǎn)能過剩的情況。

另一方面，集成電路領域的摩爾定律仍然在延續(xù)，所以未來的高端市場必然是更高精度工藝的天下。

荷蘭光刻機巨頭AMSL已經(jīng)研制出新一代EUV光刻機，為晶圓廠制造并量產(chǎn)2nm及以下更高精度工藝的芯片做好了準備。

從競爭的角度來看，筆者認為臺積電在先進工藝上下功夫，也是為了在英特爾、三星電子等競爭者的圍攻下，保持現(xiàn)有的市場主導地位。

根據(jù)臺灣《經(jīng)濟日報》報道，英特爾內(nèi)部計劃在2026年之前將旗下晶圓廠的產(chǎn)能擴增三倍。

與此同時，英特爾還將建廠的腳步踏入了美國多個州、歐洲、歐亞交界的以色列、新墨西哥、馬來西亞等多個國家和地區(qū)。

12月中旬英特爾新任CEO基辛格向媒體透露，該公司正斥資71億美元在馬來西亞建造新的芯片封裝設施。

彭博社12月23日消息，有知情人士透露，英特爾還計劃在法國和意大利增建工廠，在德國建設主要生產(chǎn)基地。

這兩年由于對芯片需求的劇增，臺積電產(chǎn)能擴充與開發(fā)較往年可說是「五倍速」前進。為了確保產(chǎn)能的提升，相關的支出也大舉拉高，尤其是在先進制程方面。

目前臺積電在中科的制程涵蓋28nm及7nm，由于2nm及1nm制程的設備可以共用，未來將由1.8nm、1.4nm，逐步向1nm推進。

業(yè)界推測，臺積電2nm最快可以在2024年試產(chǎn)，于2025年實現(xiàn)量產(chǎn)，之后再進入1nm，以及后續(xù)的「埃米」制程。

工廠建成后預計每年用電量可以達到75萬千瓦，當?shù)匾粋€發(fā)電機組每年的發(fā)電量是55萬千瓦。

也就是說，全年需要差不多1.5臺機組保障臺積電新工廠的用電需求。而當?shù)啬壳翱偣簿椭挥?0臺發(fā)電機組。

2nm：MBCFET

在工藝下降到5nm之前，F(xiàn)inFET(鰭式場效應晶體管)一直是很好的。

當達到原子水平 (3nm是25個硅原子排成一行) 時 ，F(xiàn)inFET開始出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，可能不再適用于更進一步的工藝水平。

在2nm工藝上，臺積電并沒有直接使用三星規(guī)劃在3nm工藝上使用的GAAFET (環(huán)繞柵極場效應晶體管)，也就是納米線(nanowire)，而是將其拓展成為MBCFET(多橋通道場效應晶體管)，也就是納米片(nanosheet)。

GAAFET是一個周圍都是門的場效應管。根據(jù)不同的設計，全面柵極場效應管可以有兩個或四個有效柵極。

通過在柵極上施加電壓，你可以控制源極和漏極之間的電流，將其從0切換到1，并創(chuàng)建一個處理器的二進制邏輯。

從GAAFET到MBCFET，從nm線到nm片，可以視為從二維到三維的躍進，能夠大大改進電路控制，降低漏電率。

2nm采用以環(huán)繞閘極(GAA)制程為基礎的MBCFET架構，可以解決FinFET因制程微縮產(chǎn)生電流控制漏電的物理極限問題。

1nm：「鉍」密武器

今年5月，麻省理工學院(MIT)的孔靜教授領導的國際聯(lián)合攻關團隊探索了一個新的方向：使用原子級薄材料鉍(Bi)代替硅，有效地將這些2D材料連接到其他芯片元件上。

自2019年起，MIT、臺大和臺積電就展開了漫長的跨國合作。

MIT團隊最先發(fā)現(xiàn)，在「二維材料」上搭配「半金屬鉍(Bi)」的電極，能大幅降低電阻并提高傳輸電流。

之后，臺積電技術研究部門則將「鉍(Bi)沉積制程」進行優(yōu)化。

最后，臺大團隊運用「氦離子束微影系統(tǒng)」將元件通道成功縮小至nm尺寸，終于獲得突破性的研究成果。

這種材料被作為二維材料的接觸電極，可以大幅度降低電阻并且提升電流，從而使其能效和硅一樣，實現(xiàn)未來半導體1nm工藝的新制程。

未來，「原子級」薄材料是硅基晶體管的一種有前途的替代品。