全球AI競(jìng)爭(zhēng)的核心在于芯片制造，芯片制造的背后則是工廠。英偉達(dá)與臺(tái)積電在美國(guó)亞利桑那工廠，歷史性地亮相了首片用于AI的Blackwell芯片晶圓。標(biāo)志著最強(qiáng)AI芯片首次實(shí)現(xiàn)「美國(guó)本土造」，是足以改變行業(yè)格局的里程碑，也象征著美國(guó)尖端制造業(yè)的回歸。

在慶?；顒?dòng)上，英偉達(dá)創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛與臺(tái)積電運(yùn)營(yíng)副總裁王永利共同登臺(tái)，在這片Blackwell晶圓上簽名，以紀(jì)念這一里程碑?！斑@是一個(gè)歷史性時(shí)刻，原因有幾個(gè)。這是美國(guó)近代歷史上第一次由最先進(jìn)的晶圓廠臺(tái)積電在美國(guó)制造最重要的芯片，“黃仁勛在活動(dòng)中說(shuō)?！斑@是特朗普總統(tǒng)對(duì)再工業(yè)化的愿景 —— 當(dāng)然，將制造業(yè)帶回美國(guó)，創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)，而且，這是世界上最重要的制造業(yè)和最重要的技術(shù)行業(yè)。”

臺(tái)積電亞利桑那州工廠將生產(chǎn)包括2nm、3nm和4nm芯片以及A16芯片在內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)，這些對(duì)于AI、電信和高性能計(jì)算等應(yīng)用都至關(guān)重要。對(duì)于美國(guó)來(lái)說(shuō)，其意義早已超越了科技本身，它展示了驅(qū)動(dòng)全球AI基礎(chǔ)設(shè)施的引擎正開(kāi)始在美國(guó)本土制造，這或許是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在美國(guó)迎來(lái)的最重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

Blackwell架構(gòu)第一次是在2024年3月18日的GTC大會(huì)上正式由黃仁勛在主旨演講中首次對(duì)外公布的，是英偉達(dá)新一代AI超級(jí)芯片。之后在GTC 2025上，黃仁勛提到Blackwell目前已處于“全面量產(chǎn)/全面投入”狀態(tài)，這次終于首片晶圓由美國(guó)本土生產(chǎn)下線，而Balckwell之后的系列都有望在美國(guó)生產(chǎn)。

Blackwell架構(gòu)GPU擁有約2080億個(gè)晶體管，采用與臺(tái)積電合作定制的4NP工藝。另外，為了突破單片硅片（reticle）面積限制，Blackwell GPU由兩個(gè)子芯片組成，通過(guò)一種新的高帶寬接口互聯(lián)（NV-HBI）連接速度可達(dá)10TB/s，兩個(gè)子芯片可以在邏輯上看作一個(gè)統(tǒng)一的GPU，從而實(shí)現(xiàn)全性能鏈接。

Blackwell Ultra作為Blackwell架構(gòu)的下一步演進(jìn)版，用于應(yīng)對(duì)更大模型推理、更高性能/帶寬需求的AI推理與訓(xùn)練場(chǎng)景；Blackwell的下一代則是由Rubin GPU + Vera CPU組成的「Vera Rubin」超芯片/平臺(tái)。

英偉達(dá)計(jì)劃Rubin架構(gòu)芯片在2026年下半年上市，F(xiàn)eynman標(biāo)為Rubin的后繼架構(gòu)，時(shí)間窗口指向2028年。

AI芯片制造遷到美國(guó)本土

臺(tái)積電近日發(fā)布了一段罕見(jiàn)的視頻，展示其位于美國(guó)亞利桑那州鳳凰城附近的Fab 21工廠內(nèi)部運(yùn)作，這段視頻提供了對(duì)其N4/N5制程技術(shù)的深入了解。 在視頻中可以看到數(shù)百臺(tái)高科技設(shè)備有序地制造芯片，特別是ASML的極紫外光（EUV）光刻機(jī)，這些設(shè)備負(fù)責(zé)生產(chǎn)如英偉達(dá)的Blackwell B300處理器等最復(fù)雜芯片。

這片作為半導(dǎo)體基礎(chǔ)材料的晶圓，將經(jīng)過(guò)分層、光刻（patterning）、蝕刻和切割等一系列復(fù)雜工藝，最終成型為英偉達(dá)Blackwell架構(gòu)所提供的超高性能、加速計(jì)算AI芯片。

值得注意的是，視頻的開(kāi)場(chǎng)展示了所謂的“銀色高速公路”，這是臺(tái)積電的自動(dòng)化物料處理系統(tǒng)（AMHS），由懸空軌道組成，運(yùn)輸著裝有300mm（12吋）晶圓的前開(kāi)式晶圓傳送盒（Front Opening Unified Pod，F(xiàn)OUP）。這些FOUP在工廠內(nèi)的運(yùn)行展示了在高產(chǎn)量制造環(huán)境中維持生產(chǎn)周期時(shí)間的關(guān)鍵物流。

早在2020年，臺(tái)積電就宣布了在美國(guó)亞利桑那州投資120億美元建廠計(jì)劃，并于2021年4月開(kāi)始在該地區(qū)建造首個(gè)晶圓制造廠；隨后，臺(tái)積電宣布將對(duì)美投資擴(kuò)大至650億美元，除了最初的一座晶圓廠之外，還將建立兩座晶圓廠；今年3月，臺(tái)積電又宣布對(duì)美國(guó)追加1000億美元投資，包含再建設(shè)三座新晶圓廠、兩座先進(jìn)封裝設(shè)施，以及一個(gè)主要研發(fā)中心。

目前，臺(tái)積電亞利桑那州第一座4nm制程晶圓廠已經(jīng)開(kāi)始量產(chǎn)；第二座3nm制程晶圓廠，目前正在建設(shè)當(dāng)中，此前原定于2026年開(kāi)始量產(chǎn)推遲到了2028年。這兩座晶圓廠完工后，合計(jì)將年產(chǎn)超過(guò)60萬(wàn)片晶圓，換算至終端產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)值預(yù)估超過(guò)400億美元。最近，第三座晶圓廠已經(jīng)開(kāi)始破土動(dòng)工，將生產(chǎn)2nm或更先進(jìn)的A16制程技術(shù)，預(yù)計(jì)將在2029～2030年間量產(chǎn)。

最終目標(biāo)：超大型晶圓廠集群

臺(tái)積電正以超出預(yù)期的速度將其最先進(jìn)的芯片技術(shù)推向市場(chǎng)，已確認(rèn)其N2工藝節(jié)點(diǎn)將在2025年底前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，同時(shí)加快了在臺(tái)灣本土的部署，并同步推進(jìn)其在亞利桑那州工廠部署該技術(shù)。

這一轉(zhuǎn)變正值美國(guó)決策者重新努力確保國(guó)內(nèi)芯片生產(chǎn)能力并減少對(duì)亞洲代工廠的依賴之際，魏哲家將亞利桑那州的擴(kuò)張描述為朝著在美國(guó)打造“獨(dú)立、尖端的半導(dǎo)體制造集群”邁出的一步：Fab 21的第一個(gè)模塊開(kāi)始使用其N4工藝生產(chǎn)芯片，接下來(lái)將上線N3工藝，N2及其繼任者A16的新模塊預(yù)計(jì)將于今年晚些時(shí)候開(kāi)始建造?？⒐ず?，臺(tái)積電2nm及更先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)量中約有30%將在美國(guó)生產(chǎn)。

對(duì)海外廠的布建進(jìn)度，臺(tái)積電新任董事長(zhǎng)魏哲家在臺(tái)積電第三季法說(shuō)會(huì)上表示，目前在美國(guó)各級(jí)政府以及客戶的協(xié)助支持下，都開(kāi)始陸續(xù)在臺(tái)積電亞利桑那州晶圓廠投片，臺(tái)積電也將持續(xù)加速亞利桑那州的產(chǎn)能擴(kuò)張，并按計(jì)劃進(jìn)行。不過(guò)，“鑒于客戶對(duì)人工智能相關(guān)技術(shù)的強(qiáng)勁需求，將加快在亞利桑那州把我們的技術(shù)升級(jí)到N2及更先進(jìn)的工藝。”在財(cái)報(bào)電話會(huì)議上魏哲家說(shuō)到。

他還指出，臺(tái)積電即將獲亞利桑那州現(xiàn)有晶圓廠鄰近的第二塊地，以支持現(xiàn)有擴(kuò)張計(jì)劃，這將使臺(tái)積電在亞利桑那州建立獨(dú)立的「gigabyte cluster」，每月可生產(chǎn)約10萬(wàn)片晶圓，并與封裝、測(cè)試和本地供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)完全整合。魏哲家透露正與一家具規(guī)模的大型專業(yè)外包封測(cè)廠（OSAT）伙伴合作，且對(duì)方已在亞利桑那動(dòng)工，時(shí)程早于臺(tái)積電規(guī)劃建設(shè)的兩座先進(jìn)封裝廠。業(yè)界分析，臺(tái)積電以自建與委外雙軌策略，擴(kuò)張美國(guó)先進(jìn)封裝產(chǎn)能，后續(xù)臺(tái)積電兩座先進(jìn)封裝廠接棒，與先進(jìn)制程構(gòu)成在地AI供應(yīng)鏈，配合長(zhǎng)期市場(chǎng)強(qiáng)勁需求。

目前臺(tái)積電在亞利桑那州還沒(méi)有先進(jìn)封裝廠，同樣在亞利桑那州的Amkor的先進(jìn)封裝廠還在建設(shè)當(dāng)中 —— 投資規(guī)模達(dá)70億美元，首座廠房預(yù)計(jì)2027年中完工、2028年初量產(chǎn)。因此臺(tái)積電為英偉達(dá)制造的Blackwell晶圓還需要運(yùn)輸?shù)街袊?guó)臺(tái)灣進(jìn)行后段的先進(jìn)封裝，最終才能夠成為可用的Blackwell GPU芯片。

N2節(jié)點(diǎn)引入了基于納米片的環(huán)柵晶體管GAA，取代了自16nm時(shí)代以來(lái)使用的FinFET架構(gòu)。透過(guò)持續(xù)強(qiáng)化制程的策略，臺(tái)積電也將持續(xù)推出N2P作為2nm制程的延伸，N2P具備在2nm制程基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升性能和功耗效益的特點(diǎn)，并計(jì)劃在2026年下半年量產(chǎn)。至于A16采用了背面供電（Backside Power Rail, BSPR）技術(shù)，更適合用于具有復(fù)雜訊號(hào)路徑和密集供電網(wǎng)路的特定HPC產(chǎn)品，并將在2027年下半年量產(chǎn)，預(yù)期N2、N2P、A16及其衍生技術(shù)將成為臺(tái)積電另一個(gè)大規(guī)模且長(zhǎng)壽的制程節(jié)點(diǎn)。

市場(chǎng)最關(guān)注的2nm和A16制程的進(jìn)度，魏哲家強(qiáng)調(diào)，2nm將按計(jì)劃在第4季量產(chǎn)，并預(yù)計(jì)在2026年將會(huì)有更快的產(chǎn)能成長(zhǎng)。2nm制程的里程碑與臺(tái)積電第三季度創(chuàng)紀(jì)錄的財(cái)務(wù)業(yè)績(jī)同步。受人工智能加速器和高端智能手機(jī)芯片需求的推動(dòng)，臺(tái)積電營(yíng)收同比增長(zhǎng)逾40%，達(dá)到331億美元。

涵蓋N3、N5和N7系列的先進(jìn)制程技術(shù)貢獻(xiàn)了近四分之三的銷售額。公司領(lǐng)導(dǎo)表示，今年的資本支出將保持強(qiáng)勁，總額將高達(dá)420億美元，其中近四分之三將用于擴(kuò)大尖端制造能力。