2nm芯片首发：台积电IBM之争，三星、英特尔躺赢？

5月7日消息，IBM宣布已推出全球首颗2nm制程芯片，新一代芯片较此前7nm制程耗电量减少75%，输出性能提升45%。通俗来说，就是有将500亿个晶体管压缩到一个指甲盖大小的本事了。

编者也认为，2nm制程将为产业链提供性能和效率之间更好的平衡。实际上，IBM曾是全球强大的芯片制造商，虽然目前已将大多数芯片的生产外包给三星，显得默默无闻，但也是头一批推出7nm、5nm制程工艺产品的厂商，在电压等指标的定义上一直有相关主导权。

关键的是， IBM此次能够让2nm制程工艺率先亮相，主要是依赖采用GAA环绕栅极晶体管技术，并首次采用了底介电隔离通道技术，能够将栅长提升至12nm，大大降低了研发难度。

反观友商，台积电还是相对保守将继续用FinFET技术，虽然后续也会升级到GAA。不过，三星3nm、英特尔5nm也计划首次采用。当然，能够抢先发布前沿制程晶圆产品，也得益于IBM以往一定的技术积累和研发探索野心。

不过，编者认为，对于5nm以下的高端制程，目前台积电虽然也取得了重大突破，但还没怎么敢高调宣传，证明整个链条还是存在尚未解决的困难，步入量产阶段可能是3年后的事情了。而IBM也并未公布2nm芯片的相关商用信息，主要还是想提前秀一下自己的技术能力，对于大规模量产，甚至将芯片产品推向何处，自己都没有太大的信心，正式商用至起码还需要三五年的时间。

毕竟，IBM“秀肌肉”并不是首次了。例如在2015年IBM 也曾宣布其 7nm工艺试产成功，但直到去年中才推出第一个商用产品；2017年也率先发布了5nm芯片，但一直没有量产的消息。此次2nm应该也是如出一辙，更主要是为了宣传推广。

鉴于2nm技术包含了多项提高晶体管密度的技术改进，虽然IBM 已佐证2nm芯片的制造所面临的技术难点已经初步被解决。但毕竟能造出来是一种能力，能大规模商业化也是一种能力，两者要结合得好才更有意义。

因此，这并不意味着IBM已具备量产2nm芯片的能力，量产还涉及许多其他综合能力和技术，就例如晶圆良率，这是一个优秀的芯片代工厂核心的竞争力。反过来看，晶圆良率也决定了芯片的工艺成本，是代工厂赖以生存的关键保障；再例如光刻机等制造设备上下游的资源及产业链整合能力，包括客户的后续服务能力，这就涉及到更多细节问题了。而台积电在上述各方面综合来说，目前还是有最强大的存在感。

不管如何，IBM在美国仍然保留着芯片研发中心等重要根据地，此次IBM有底气率先发布2nm芯片及生产技术，也显示出其宝刀未老，姜还是老的辣，造芯能力在全球范围内是不容忽视，还是让业内人士有点诧异的。毕竟，IBM与三星及英特尔有签订技术协议，后两者未来有望借助于与IBM的力量，能够更快的实现2nm工艺的量产。

不过，IBM自身没有10nm制程以下的晶圆厂，早年也签署了相关合作协议，将其制造工厂卖给了格芯，此次IBM也是在自己的实验室制造出来的样品，目前其晶圆厂布局几乎一片空白。因此，IBM自己或许不会大规模量产2nm芯片，日后还是计划与三星等合作伙伴合作生产处理器为主。

总的来说，2nm制程出色的功耗表现，能够让手机从半日/一日一充，变成两三天一充。不仅如此，从对电池寿命的保护角度来看，也能够延长数倍时间。这无疑让编者这类电量焦虑者带来福音，经常外出发现电量消耗得很快，特别是大屏且使用时间超过2年的手机。

宏观来看，2nm制程芯片将对数据中心、自动驾驶、AI、5G、量子计算等前沿领域进一步的发展提供可能。

毕竟，IBM在数据中心方面一直投入了大量资金与精力，并取得了一些成果。IBM和浪潮合作的浪潮商用机器以10%左右的市场份额排名第三。因此，不管量产与否，至少2nm芯片的算力提升对于IBM来说至关重要，也是其在行业提升的重要助力。