芯耀
277
当半导体制程不断逼近物理极限，1nm这一被业内誉为“梦幻制程”的节点，已成为全球晶圆代工巨头的必争之地。近日，三星晶圆代工部门正式官宣重磅规划：将在2030年前完成1nm半导体工艺的研发与量产，凭借颠覆性的Fork Sheet架构突破现有技术瓶颈，直面台积电的行业压制，全力角逐下一代高端芯片市场的主导权，一场关乎半导体行业话语权的终极较量已然拉开序幕。
作为半导体制程的“终极关卡”，1nm工艺的技术难度呈指数级攀升。其核心运算元件宽度仅为1nm，相当于5个原子并列的尺寸，不足当前2nm工艺的一半，这意味着芯片微型化已接近物理极限，对晶体管架构、制造材料及光刻技术均提出了前所未有的挑战。不同于3nm、2nm制程普遍沿用的GAA环绕栅极技术，三星此次剑走偏锋，选择以Fork Sheet架构作为1nm工艺的核心突破口，这一颠覆性设计将通过在器件间构建绝缘阻隔层，大幅缩小元件间距，从而在同等芯片面积内集成更多运算单元，实现芯片性能与功耗的双重突破，为AI芯片、高性能计算等高端场景提供更强算力支撑。
值得注意的是，三星的1nm布局并非孤军奋战，行业龙头台积电同样将Fork Sheet技术纳入1nm制程规划，计划在2030年后落地应用。这意味着两大巨头在终极制程赛道上的对决已提前定调，双方均试图通过架构创新抢占技术制高点，拉开与其他厂商的差距。据行业研究显示，Fork Sheet架构通过在PMOS和NMOS之间引入介电层实现物理隔离，可使N-to-P间距比现有FinFET或Nanosheet架构更紧密，兼具理想的面积微缩性和更低的寄生电容，是延续摩尔定律的关键方向之一。
当前全球晶圆代工市场格局呈现明显的“头部集中”态势，台积电以近70%的市占率稳居榜首，三星则以约7%的市占率位列第二，二者差距悬殊。自2019年明确提出“2030年系统半导体全球第一”的目标后，三星便将先进制程作为缩小差距的核心突破口，凭借激进的技术迭代策略，先后拿下全球首个7nm EUV工艺、首款3nm GAA工艺的首发权，持续巩固技术先发优势。2025年，三星更是斩获特斯拉价值165亿美元的2nm AI芯片大单，为其技术实力提供了强有力的市场佐证，也为后续1nm工艺的研发积累了宝贵的客户资源与量产经验。
在全力冲刺1nm前沿制程的同时，三星并未放松对当前主流制程的深耕，采取“双线发力”策略稳固市场根基。围绕2nm工艺，三星推出了多款衍生版本以适配不同客户需求：为特斯拉定制的SF2T工艺，计划2027年在美国得州晶圆厂投产，主要用于自动驾驶芯片研发；面向手机应用处理器的SF2P工艺将于2026年量产，升级版SF2P+工艺则预计2027年落地。截至目前，三星2nm工艺良率已突破60%，产能正稳步释放，业内普遍预期其2nm业务将在2026年实现盈利扭亏，为1nm制程的研发投入提供稳定的资金支撑。此外，三星自家的Exynos 2600芯片已完成开发，将采用2nm工艺进入大规模生产，进一步拉动自身工艺的产能利用率。
为确保1nm制程如期落地，三星已抽调2nm核心研发人员组建专项团队，并搭配到位的ASML High-NA EUV光刻机，着力解决晶体管微型化带来的光刻难题。同时，三星计划在2026年投入超过110万亿韩元用于研发和设施投资，重点加码先进制程与AI芯片领域，其美国在建晶圆厂已启动EUV设备试运行，可同步支持未来1nm制程的量产需求。不过，三星仍面临诸多挑战：相较于台积电90%的2nm良率，三星60%的良率仍有较大提升空间，且在客户生态构建上，台积电已与苹果、英伟达等头部厂商形成深度绑定，三星需进一步突破客户信任壁垒。
从行业格局来看，1nm制程的竞争已不止于三星与台积电的双边对决，英特尔等厂商也在加速追赶，试图跻身终极制程赛道。但目前全球仅有三星明确给出1nm量产时间表，其激进的布局不仅彰显了自身的技术野心，更将深刻重塑未来高端芯片产业格局。随着AI需求的持续激增，高端芯片的算力需求不断提升，1nm制程的落地将为AI服务器、自动驾驶、高性能计算等领域带来革命性突破，而率先实现1nm量产的企业，将在行业竞争中占据绝对优势。
半导体制程的每一次突破，都是人类突破物理极限的探索。三星锁定2030年1nm量产目标，既是自身战略转型的关键一步，也是全球半导体产业向更高精度迈进的重要信号。尽管短期内三星难以在营收与产能上反超台积电，但凭借在先进制程领域的先发优势与持续投入，有望在高端芯片市场打开突破口。这场围绕1nm制程的终极对决，不仅将决定两大巨头的行业地位，更将影响全球半导体产业的发展走向，未来数年，晶圆代工领域的技术博弈与市场争夺，注定更加激烈。
来源：https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2025.104254
声明：Flink未来产链整理，转载请联系：18158256081（同微信）
