生成式AI帶動的高速運算需求正在改寫全球半導體版圖，而台積電二奈米製程於第四季量產，象徵產業正式跨入GAA電晶體的新世代。二奈米不僅意味著能效與算力的再一次躍升，更牽動台積電大規模擴產、全球供應鏈升級與設備材料的全面換代。

文 ● 吳旻蓁


台積電（2330）第四季起二奈米即將量產，象徵全球科技產業鏈進入全新拐點。這項技術突破不僅象徵晶體管架構正式跨入全環繞閘極（ ＧＡＡ）的新紀元，更意味著ＡＩ、高效能運算（ＨＰＣ）、行動處理器與資料中心將全面進入能效更高、算力更強的新時代。

ＧＡＡ架構帶來技術跨越

二奈米的技術核心源於ＧＡＡ結構，相較於已在FinFET（鰭式場效電晶體）面臨物理極限的三奈米世代， ＧＡＡ採用奈米片堆疊方式，讓電流控制更精準，降低漏電，使得在相同功耗下性能可提升十至十五％，或在既定性能下能耗降低二五至三○％。對於生成式ＡＩ與大型資料中心而言，能效優化已成為硬體競逐的主戰場，每一瓦功耗的改善都會轉化為上千台伺服器與上億美元級的營運成本差異。

因此，在全球生成式ＡＩ帶動的超大規模資料中心投資正快速膨脹之下，台積電先進製程與先進封裝產能已呈現全面滿載，其中，二奈米製程預計二五年第四季起開始量產，二六年底月產量目標達到十萬片；科技大廠紛紛力爭產能，包括蘋果、輝達、AMD、高通等大客戶都已排隊等候二奈米產能，故目前二奈米訂單至二六年已排滿，預計將成為台積電下一波成長的重要引擎。除二奈米外，三奈米持續由蘋果、輝達、AMD、亞馬遜與英特爾支撐；七奈米也因ＡＩ加速器與特定ＨＰＣ應用回補，出現產能利用率回升。

目前台積電於竹科寶山、高雄楠梓規劃的七座二奈米廠已無法滿足訂單動能。像是日前輝達執行長黃仁勳來台參訪南科台積電晶圓十八廠及參與公司運動會，魏哲家也透露黃仁勳是來要更多產能，且魏哲家也提及客戶對先進製程的產能超過預期，因此產能仍遠遠不夠。

鑒於此，近期市場再傳台積電已與國科會等單位會商，評估在台灣再追加興建三座二奈米廠。據供應鏈推測，新廠地點鎖定台南市政府積極推動的「南科特定區開發案」，尤其Ａ區約四○公頃用地，被視為最適合晶圓廠的基地。台積電大舉擴產，使台灣從新竹、台中到高雄形成全球最密集、最完整的先進製程集群，規模之大在全球晶圓代工史上前所未見。

根據機構法人預估，台積電明年資本支出預估上看四八○到五○○億美元，可望續創歷史新高。這樣的大規模擴產，也意味著資本密集度與技術門檻同步推升，法人指出，二奈米單座晶圓廠投資金額，已遠高於七奈米與五奈米世代，不僅需要更高規格的潔淨室與廠務系統，更因導入高數值孔徑極紫外光（High-NA EUV）與更複雜的多重圖案化製程等，使得投資比重進一步拉高；且從FinFET轉向GAAFET架構，涉及了基礎電晶體結構的根本改變，需要更複雜的鍵合、更高的晶圓平整度標準。換言之，二奈米不只是「多蓋幾座廠」，而是整個製造體系的結構性升級。

全球最大二奈米產能基地

法人指出，台積電之所以能持續在三奈米以下節點與先進封裝領域維持顯著領先，關鍵並不僅在於單一設備或製程技術，而是背後一條橫跨光刻、薄膜沉積、蝕刻、清洗、量測檢測，以及矽晶圓、光罩與化學材料的超大供應鏈體系。這條供應鏈長期與台積電共同開發、同步演進，使得競爭對手即便能取得相同設備，也難以在良率、量產時程與成本控制上複製其成果。

在關鍵設備端，應用材料（Applied Materials）、艾司摩爾（ASML）、科磊（KLA）、科林研發（Lam Research）等設備大廠，仍是二奈米世代不可或缺的重要支柱。其中，ASML作為全球唯一ＥＵＶ微影設備供應商，其設備價格動輒數億美元，是先進製程最昂貴且最核心的設備。艾司摩爾ＥＵＶ設備是七奈米以下製程的關鍵，而未來High-NA EUV的導入，更將直接決定二奈米及後續世代的微縮能力。ＥＵＶ單機價格動輒超過三億美元，且交期長、供應極度集中，使得台積電能否優先取得產能，直接影響量產節奏與市占表現，可見在全球晶片製造供應鏈中，ＥＵＶ機台的產能幾乎決定先進節點的產量上限，艾司摩爾的地位亦尤其關鍵。

應用材料在薄膜沉積、材料工程與ＣＭＰ領域擁有不可替代的角色。由於ＧＡＡ結構比FinFET有更多堆疊層數，需要更均勻、更可控的薄膜沉積技術，因此應材的ALD、CVD與PVD等設備是台積電構築二奈米晶體管的重要支柱，尤其在銅、鈷及先進介電材料的沉積品質與堆疊應力控制方面，更是決定先進互連的ＲＣ延遲與長期可靠度表現。更重要的是，台積電與應材長年共同研發先進材料，例如低介電常數材料、新型金屬閘極配方與高可靠性薄膜堆疊，使應材在製程創新中扮演台積電「技術共同開發者」的角色。在全球設備供應商領域中，應材的領導地位因台積電的強勁擴產可望進一步強化。

在二奈米節點，科磊在量測與缺陷檢測領域的影響力大幅提升。因ＧＡＡ的多層堆疊結構產生更多先前未曾出現的缺陷類型，例如側壁粗糙度、界面缺陷、奈米片形變與沉積非均勻性等，使製程監控難度顯著上升；而這些奈米級瑕疵往往超出傳統光學檢測的解析能力，因此晶圓廠必須依賴更高靈敏度的量測模型與電子束檢測技術，以掌握製程變異並維持良率爬升速度。科磊的設備被視為是製程控制與光罩檢測的「良率曲線決定者」，目前其在全球製程控制與良率管理市場的市占率超過五六％，光學檢測更以八五％的占比保持明顯領先，奠定其在先進製程中的壟斷性地位。

電子束檢測與先進封裝檢測也正成為科磊的新成長動能。除電子束技術能觀察到光學檢測無法分析的深層與極小尺寸缺陷，是ＧＡＡ製程不可缺少的診斷手段外；先進封裝領域則因ＨＢＭ需求爆發而快速擴張，也使科磊有機會從晶圓製程一路延伸到後段封裝，進一步擴大版圖。由於台積電每座先進製程廠都必須部署大量科磊設備以加速良率達標，科磊的營收成長亦與台積電先進製程擴產呈高度連動，在此趨勢下，台灣在科磊的營收占比大幅提升，由二四年第三季的十八％上升至二五年第三季的三二％，成功取代中國成為第一大市場。

科林研發提供晶片製造所需的先進設備與服務，尤其在蝕刻、薄膜沉積領域技術領先，其產品應用於幾乎所有先進晶片製造，服務全球各大半導體巨頭。由於ＧＡＡ結構採用多層奈米片堆疊，電晶體製程中對側壁形貌控制、通道寬度均一性、薄膜移除選擇性與等離子體能量調控皆提出前所未有的高難度要求；尤其在形成奈米片通道、閘極內部圖形與多層堆疊介電材料時，蝕刻工藝必須在極窄的製程視窗內同時兼顧異質材料的高選擇比與三維結構的形貌完整性，這使得科林研發的高深寬比蝕刻平台成為ＧＡＡ製程的核心環節。


四大設備巨頭掌握關鍵技術

此外，隨著先進節點導入更複雜的ＡＬＤ及多重圖案化流程，對蝕刻後殘留物清除與表面修補的需求大幅提升，科林研發在先進乾式蝕刻、原子層蝕刻與精密表面工程方面的優勢亦同步放大。法人指出，台積電在二奈米與後續一．四奈米製程上的蝕刻環節比例將顯著提高，使科林研發的營收動能也將可望隨之成長。

綜合來看，台積電二奈米是一場涵蓋電晶體架構、設備世代、供應鏈體系與終端應用市場的全面升級。而從全球科技巨頭排隊搶產能的態勢來看，二奈米可望成為未來半導體競爭的制高點。在此過程中，台積電，除了仰賴國際設備大廠的關鍵技術外，其積極扶植的材料、設備、化學品、光罩與廠務工程等完整台灣產業鏈，亦將是台積電持續擴廠下關鍵受惠者，可詳見後文。

…本文摘錄自 先探投資週刊 2025/12月 第2383期