6月25日,臺積電在一場沒有媒體、沒有發布會的閉門技術論壇上,悄悄釋放了一條關鍵信號:先進制程的競爭,已經不再是“幾納米”的線性演進,而是一次“計算范式的重構”。
從 N2量產 → N2P增強 → A16引入超級電軌 → CFET走向垂直堆疊晶體管,臺積電正在把“晶體管縮小”這件事,變成一場系統級的工程革命。
更關鍵的是,這條路線圖背后,對應的不是智能手機,而是一個更大的變量——AI正在從生成式、代理式,走向“物理世界”。
這意味著什么?意味著算力不再只存在于數據中心,而要進入機器人、自動駕駛、甚至現實世界的每一個角落;意味著芯片不只是“更快”,而是要在功耗、互連、系統整合上全面重寫規則;也意味著,誰掌握先進制程,誰就掌握下一代計算架構的話語權。
當行業還在討論3nm良率、2nm成本的時候,臺積電已經把問題升級為——在納米片之后,人類還要用什么晶體管?在芯片之后,我們還要不要“芯片”?答案,正在這條從 N2 → A16 → CFET 的路線中逐漸浮出水面。
6月25日,臺積電在上海國際會議中心舉辦2026年中國技術論壇,向客戶和合作伙伴分享了最新技術研發進展與行業洞察。發布會后,筆者拿到了本次技術論壇官方公布內容,這里分享出來給大家,信息量很大!
一、市場展望:半導體市場2030 年達到 1.5 萬億美元
智能革命的序幕正在揭開。人工智能(AI)正從生成式 AI(Generative AI)和代理式 AI(Agentic AI)向物理 AI(Physical AI)演進,而這一切皆由先進半導體技術無與倫比的性能與能效驅動。此前預測認為,半導體市場將在 2030 年達成 1 萬億美元的里程碑;但現在我們預計,半導體市場將在今年突破 1 萬億美元,并在 2030 年達到 1.5 萬億美元。這一市場增長主要來自高性能計算(HPC)和 AI 領域,占整體市場的 55%,智能手機約占 20%,汽車與物聯網各占約 10%。隨著 AI 從訓練階段(即模型學習階段)走向廣泛應用,推理(即利用訓練好的 AI 進行預測或生成內容)的重要性日益提升。AI 所產生的大語言模型處理文本詞元(token),例如句子中的詞語或圖片中的像素等,能夠提升生產力并創造更多價值,進而推動對 AI系統的進一步投資。這一正向循環將促進市場持續增加對支撐 AI 發展的半導體產品的需求。二、先進邏輯技術發展
2 納米家族創新
N2 已于 2025 年第四季度進入量產;N2P 則按計劃于 2026 年下半年投入量產;搭載超級電軌的 A16 預計于 2026 年下半年生產就緒。超高性能三層金屬-絕緣體-金屬(ultra-highperformance 3-plate metal-insulator-metal,UHP3MIM)電容密度超過 500fF/μm2,將提升AI/HPC 產品的電源完整性。N2X 與 N2U 完成 PPA 優化后將分別計劃于 2027 年和 2028年量產。o N2U 是 N2P 的延伸技術,通過設計與技術協同優化,為 AI/HPC 和智能手機應用提供均衡的選擇。o 相較于 N2P,N2U 可使速度提升 3~4%,功耗降低 8~10%,邏輯密度提升達3%。超越 N2 的技術創新
晶體管架構已從平面結構演進至 FinFET,目前正進一步邁向納米片結構。在納米片之后,垂直堆疊的 nFET 與 pFET,即互補場效應晶體管技術(CFET),有望成為未來的微縮候選方案。o 近期,我們展示了全球最小的可運行 6T SRAM 存儲單元,相比采用相近設計規則的傳統納米片設計,其占用面積(footprints)縮小約 30%。o 此外,臺積公司還展示了包含約 1,000 個晶體管的 CFET 環形振蕩器(ringoscillators)。三、TSMC 3DFabric? 技術
CoWoS 技術是 AI 訓練和推理的關鍵推動力
今年,我們宣布全球最大的 5.5 倍光罩尺寸 CoWoS 已進入量產,良率超過 98%。未來五年,CoWoS 技術將逐年迭代并擴大尺寸,以整合更多邏輯和 HBM 晶粒。o 可整合 20 個 HBM 的 14 倍光罩尺寸 CoWoS 將于 2028 年量產。o 可整合 24 個 HBM、超過 14 倍光罩尺寸的版本預計于 2029 年準備就緒。系統級晶圓(TSMC-SoW?)技術
SoW 是一項創新的晶圓級整合技術,能夠整合邏輯與 HBM 晶粒,以滿足 AI 訓練對運算能力日益增長的需求。SoW 可將中介層尺寸擴展至超過 40 倍光罩尺寸,支持多達 64 個HBM 和 16 個運算芯片的集成,并為實現完整的系統整合提供極佳的替代平臺。用于邏輯晶粒整合的 SoW-P 自 2024 年起開始量產。更先進的 SoW-X 技術可整合邏輯與HBM 晶粒,預計于 2029 年就緒。TSMC-SoIC?技術
相比采用 2.5D 互連的 CoWoS,具備 3D 互連的 SoIC 可提供 56 倍的互連密度和 5 倍的功耗效率。采用 9μm 鍵合間距的 N7 對 N7 SoIC 自 2023 年起開始量產,6μm 鍵合間距版本于 2025 年進入量產。SoIC 技術將持續微縮,計劃于 2028 年實現 6μm 鍵合間距的 N2 對N2 堆疊量產,并于 2029 年實現 4.5μm 鍵合間距的 A14 對 A14 堆疊。四、緊湊型通用光子引擎(COUPE?)技術
COUPE 是實現共封裝光學(CPO)的核心解決方案。與傳統銅線相比,基板上搭載COUPE 的 CPO 可提供 4 倍的功耗效率且減少 90%的延遲。將 COUPE 技術應用于中介層,性能可進一步提升,實現 10 倍的功耗效率,并減少 95%的延遲。全球首款搭載 COUPE 技術的 200Gbps 微環調制器(MRM)將于 2026 年進入量產。采用COUPE 技術的 MRM 在優異的制程控制下,誤碼率低于 1E-08。此外,我們將持續擴展該技術,以實現 400Gbps 調制器、多波長技術和多列光纖陣列單元,并于 2030 年實現4Tbps/mm 的帶寬密度。五、特殊制程技術
o N3A 是目前汽車領域中最先進的邏輯制程,預計有超過 10 個新設計定案(tape-outs);N3A 已于 2025 年第四季度完成汽車應用認證。o N2P“Auto-Use”制程設計套件(PDK),支持自動駕駛汽車及新興物理 AI應用的啟動設計程序。o 基于 N2P 的 N2A 是首個應用于汽車領域的納米片技術,預計于 2028 年第一季度完成認證。o N4CRF 是目前最先進的 RF CMOS 技術。與 N6 RF+相比,N4CRF 可為智能手機和 AI 驅動眼鏡等數字密集型(digital-intensive)RF SoC 產品降低 39%的功耗,并縮小 33%的面積。? 新開發的功能包括 0.5V 標準單元、提升 15% fmax 的高增益 FET,以及降低 30%噪聲的低噪聲 FET。非易失性存儲器技術正向 MRAM 和 RRAM 演進,從 40/28/22 納米持續微縮至 16/12 納米:o 40/28/22 納米的 RRAM 自 2022 年開始量產。o 12 納米的 RRAM 已準備推進客戶設計定案。o 28/22 納米的 RRAM 已通過 Automotive Grade-1 認證。12 納米 RRAM Auto預計于 2026 年底推出。o 22 納米的 MRAM 已量產,16 納米 MRAM 已準備推進客戶設計定案。o 旨在提升邏輯密度和效能的 12 納米 MRAM 正處于開發階段,預計于 2026年底準備就緒。在顯示技術方面,臺積公司宣布推出業界首個 FinFET 高壓平臺,用于可折疊/輕薄 OLED和 AR 眼鏡:o 與 N28HV 相比,N16HV 預計可將柵極密度提高 41%,并為高端智能手機降低 35%的功耗。o N16HV 還可為近眼顯示引擎背板提供技術平臺,與 28 納米相比,可縮小40%的芯片面積并降低 20%的功耗。六、卓越制造
為支持客戶對 AI 和 HPC 的強勁需求,臺積公司持續加速晶圓廠擴建:o N2/A16 產能預計將快速爬坡,2026 年至 2028 年實現 70%的年復合增長率。o 2022 年至 2027 年,我們正以 25%的年復合增長率擴充 N3 和 N5 制程產能,以支持客戶的業務增長。o 得益于研發與制造部門之間緊密的團隊合作,我們預計 N2 第一年的晶圓產量將比 N3 同期高出 45%。o 2022 年至 2026 年,臺積公司客戶對 AI 加速器(AI accelerator)的需求量增長了 11 倍,對大晶粒芯片晶圓(large die wafer)需求增長 6 倍。o 我們也正積極擴充 CoWoS 和 SoIC 產能,2022 年至 2027 年年復合增長率將超過 80%,以滿足強勁的 AI 應用需求。從 2017 年至 2024 年,我們平均每年建設四期新的晶圓廠。在 2026 年,我們加快了產能擴建的步伐,計劃建設九期新的晶圓廠。在中國大陸,我們將持續提供 16 和 28 納米的產能,以支持各行業的客戶創新。在綠色制造方面,臺積公司已承諾通過以下目標和舉措,以負責任且可持續的方式創新:o 凈零排放:臺積公司承諾遵循科學碳目標(SBTs)及絕對減排措施,于2050 年實現凈零排放。2025 年,臺積公司實現了減排 380 萬公噸二氧化碳當量。o 資源循環:臺積公司將持續研發并導入新廢棄物資源化技術,目標是到2030 年實現 70%的廠內資源回收率。2025 年,我們通過啟用零廢制造中心和特種化學品再利用,實現了 33%的廠內資源回收率。o 水管理:臺積公司目標通過區域解決方案,到 2040 年實現 100%水資源正效益,包括水源管理、再生水、海水淡化等等。2025 年,臺積公司實現了20%的水資源正效益和 18%的再生水利用率。