随着智能手机市场竞争的加剧，芯片工艺的升级成为行业关注的焦点。2025年，各大旗舰手机均未搭载2nm芯片，这一现象引发了广泛讨论。iPhone 17系列搭载的A19和A19 Pro芯片采用台积电N3P工艺，而联发科天玑9500和高通第五代骁龙8至尊版也选择了相同的工艺路线。
联发科在2nm芯片领域创造了意外。该公司宣布其2nm芯片天玑9600已完成设计流片，成为首批采用该技术的企业之一，预计2026年底实现量产。值得注意的是，联发科在量产前一年就公布了这一进展，提前量超出行业预期。按照手机厂商的新品发布计划，2026年底除天玑9600外，苹果A20系列、高通第六代骁龙8至尊版以及三星Exynos 2600都将导入2nm工艺，标志着2nm芯片的竞争将在2026年全面展开。
台积电总裁魏哲家在2024年10月的业绩会上透露，2nm芯片的需求“超出预期”，甚至超过3nm芯片。这一判断引发疑问：台积电2024年4月才接受2nm订单，下半年开启量产，为何能在10月预知需求？前台积电工程师吴梓豪解释，台积电拥有顶尖的市场研究团队，能够整合全球客户需求，包括英伟达、特斯拉、AMD等。由于晶圆厂建设周期长达4年，苹果等无厂芯片设计公司需提前提供订单预测。晶圆代工协议中的产能预测条款也要求客户提供合理订单预测，以便代工厂安排产能。
根据TrendForce的数据，苹果、AMD、英伟达、联发科等台积电前十大客户均已预订2nm产能，其中苹果2024年贡献了台积电25.18%的营收，成为最大客户。联发科已公布量产时间，苹果预计将率先获得台积电2nm产能。AMD在4月台积电释放产能时宣布，其下一代霄龙数据中心处理器“Venice”将采用2nm工艺。英伟达的Rubin Ultra因封装尺寸限制，也将导入2nm。业内人士透露，比特大陆可能是台积电2nm工艺的全球首发客户，其矿机ASIC芯片制造相对简单，可借机熟悉新节点。
相比台积电，三星的2nm客户信息较少。除自家Exynos 2600外，业内传闻高通可能回归三星怀抱。2nm芯片的需求激增，本质上源于3nm向2nm跨越带来的性能提升。台积电披露的数据显示，N2节点晶体管密度较第一代N3E增加15%，同等功耗下性能提升10%-15%，同等性能下功耗降低25%-30%。联发科也证实，台积电增强版2nm制程技术逻辑密度增加1.2倍，同等功耗下性能提升18%，同等速度下功耗减少约36%。
2025年旗舰手机未采用2nm芯片，主要因台积电的量产节奏。按计划，台积电2nm原定2025年年中开启产能，但手机客户若想在2025年量产2nm芯片，时间窗口过于紧张。芯片设计从业者指出，流片到回片需数月，回片后还需数月进行功能和性能调试。即使苹果在2024年底完成A20芯片流片和测试，也要到2025年6月才能投片量产，无法赶上iPhone 17的备货节奏。
良率问题也是手机厂商未追2nm的因素之一。3nm节点早期良率约60%，后期N3E和N3P逐步提升至80%以上，2nm节点预计将经历类似过程。业内人士预估，2nm产品导入初期良率可能超过70%，2026年爬升至80%。早期良率低导致价格较高，对价格敏感的客户会选择良率提升后量产。苹果虽与台积电签订“成品交付”协议，只为良品芯片付款，但天风证券分析师郭明錤认为，苹果采购成本已包含不良芯片成本，新款iPhone处理器成本逐年大幅增加即为例证。
海外晶圆厂均在攻关2nm量产，节点命名略有差异，但均采用GAA晶体管架构，并规划后续迭代采用背面供电技术。背面供电技术可将电源连线和信号连线分开，转移至集成电路背面，降低电阻，提升晶体管密度和性能。量产节奏方面，三星和台积电按计划推进，英特尔则因技术挑战和管理层变动，取消了2024年底开放2nm产能的计划，18A工艺短期内不接外部新单，全力冲刺14A工艺。
产能方面，TrendForce透露，台积电2025年预计有四座2nm晶圆厂满负荷运转，总月产能达6万片晶圆。业内人士称，新竹科学园Fab 20月产能至少6万片，高雄Fab 22预计月产能3万片，2025年2nm月产能至少9万片至12万片。三星4月被曝2nm月产能为7000片晶圆。
2nm节点的研发竞争可追溯至数年前。三星2021年10月宣布启动2nm研发，台积电则更早，2019年6月进入研发阶段，计划投入超过8000名工程师建立全新2nm研发线。主流晶圆厂2nm节点研发用时4至6年，每年研发资本开支普遍超过10亿美元，台积电2022年达36亿美元。巨额投入不仅体现在技术方案上，也体现在对ASML高数值孔径EUV光刻机的争抢上。2022年，三星通过李在镕访问ASML争夺设备，但全球首台单价近4亿美元的高数值孔径EUV于2023年底被英特尔拿下，2024年英特尔再度接收一台。台积电初期对争抢先进光刻机表现保守，但在对手行动下，魏哲家2024年访问ASML，传闻获得“搭售优惠套餐”。台积电研发副总张晓强多次表态高数值孔径EUV太贵，称将继续寻找替代方案。
过去几年，业内持续讨论摩尔定律是否已失效。摩尔定律由英特尔创始人戈登·摩尔于1965年提出，预言半导体芯片上集成的晶体管和电阻数量将每年增加一倍，1975年修正为每两年增加一倍。7nm节点开始，时间从24个月延长至30个月，7nm、5nm、3nm和2nm量产时间分别为2018年、2020年、2023年、2025年，平均30至36个月。业内预计，1nm往后节点时间将拉长至40个月以上。节奏拉长导致无厂芯片设计公司多代产品停留在一个大节点上，如苹果A系列在3nm节点停留3年。
台积电规划显示，2nm节点有N2、N2P、N2X和升级版A16（1.6nm）四个迭代，加上第二代GAA架构的A14（1.4nm）工艺，对应苹果A20至A23四代芯片，2030年导入1nm工艺，量产A24系列芯片。这意味着从2nm到1nm至少需5年。节点升级主要对应名称和线宽升级，不代表晶体管数量不提升。3nm节点已做多个迭代，如N3E相比N3同性能下功耗降低32%，同功耗下性能提升15%；N3P相比N3E同性能下功耗下降5%-10%，同功耗下性能提升5%。
2024年4月，前台积电董事长刘德音和首席科学家黄汉森共同署名发表文章称，半导体技术发展已到达隧道尽头，未来将不再单纯依赖工艺制程变化，材料和封装技术也将成为提升晶体管数量的关键。文章写道：“过去50年，半导体技术的发展像走在隧道里，前面的路很清晰。现在，我们已经到达隧道的尽头。从这里开始，半导体技术将变得更加难以发展。然而，在隧道之外，还有更多的可能性。我们不再受过去的束缚。”
