最後更新:2026年10月8日製程節點・元件結構製程節點・電晶體中國大陸:2nm工艺

2nm製程是什麼

2nm Process

2nm製程是指半導體電晶體最小特徵尺寸約相當於2nm節點的製造技術。這是依業界命名慣例所訂的製程世代名稱,並非實際物理尺寸為2nm。

目錄4 項
  1. 定義與原理
  2. 相關企業
  3. 相關用語
  4. 比較文章

定義與原理

2nm製程(2nm Process)是指半導體電晶體最小特徵尺寸約相當於2nm節點的製造技術。實際物理尺寸並非2nm,而是依業界標準命名規則所訂的製程世代名稱。台積電的N2(2025年開始量產)與三星電子的SF2(GAA世代)是代表例子,相較前一代3nm製程,可進一步改善功耗、性能與面積(PPA)。

2nm製程最大的特點,是從FinFET結構轉向GAA(Gate-All-Around)電晶體,特別是奈米片電晶體。台積電N2採用奈米片結構,閘極環繞通道四周,大幅提升對電特性的控制能力。三星同樣採用稱為MBCFET(Multi-Bridge Channel FET)的GAA結構。

在微影方面,2nm製程除了大量使用EUV(極紫外光)曝光外,也在評估部分導入High-NA EUV(數值孔徑0.55)。目標是透過在關鍵層(Critical Layer)採用High-NA EUV,減少複雜的多重圖案化(multi-patterning),兼顧產能與尺寸精度。艾司摩爾(ASML)的High-NA EUV設備(TWINSCAN EXE:5000系列)於2024~2025年逐步投入量產。

在材料方面,2nm節點出現以釕(Ru)導線取代銅(Cu)導線、用於窄間距局部導線的趨勢。Cu在導線寬度變窄時,會因表面散射與晶界散射使電阻率急遽上升;而Ru不需阻障金屬,電阻上升也較平緩,因此在M0~M2層級的細線導線上具有優勢。此外,High-k/金屬閘極(HKMG)材料也持續最佳化。

主要客戶預期為蘋果(Apple,A20晶片)、超微(AMD)、輝達(NVIDIA)等,AI半導體與智慧型手機SoC是主要應用。與先行的N3(3nm節點)相比,台積電N2可望在相同功耗下提升約10~15%性能,或在相同性能下降低約25~30%功耗。2nm製程的量產預期將進一步推升半導體設備與材料的投資。

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