攻坚1nm！IBM与泛林就尖端逻辑制程开发达成合作

IBM 于美国当地时间昨日宣布与半导体设备制造商泛林 (Lam Research) 就亚 1nm 尖端逻辑制程的开发达成合作，双方为期 5 年的新协议将重点聚焦新材料、先进蚀刻 / 沉积工艺、High NA EUV 光刻的联合开发。

两家企业将结合 IBM 奥尔巴尼园区的先进研究能力和泛林的端到端工艺工具和创新技术，团队将构建并验证纳米片和纳米堆叠器件以及背面供电的完整工艺流程。这些能力旨在将 High NA EUV 图案可靠地转移到实际器件层中，实现高良率，并支持持续的微缩化、性能提升以及未来逻辑器件的可行量产路径。

IBM 半导体总经理 Mukesh Khare 表示：十多年来，泛林一直是 IBM 的重要合作伙伴，为逻辑微缩和器件架构方面的关键突破做出了贡献，例如纳米片技术以及 IBM 于 2021 年发布的全球首款 2nm 节点芯片。我们很高兴能够扩大合作，共同应对下一阶段的挑战，以实现高数值孔径极紫外光刻技术和 1nm 以下节点工艺。

泛林首席技术与可持续发展官 Vahid Vahedi 表示：随着行业进入 3D 微缩的新时代，进步取决于重新思考如何将材料、工艺和光刻技术整合为一个单一的高密度系统。我们很荣幸能够与 IBM 在成功合作的基础上，进一步推动 High NA EUV 干式光刻胶和工艺的突破，加速开发低功耗、高性能晶体管，这对于 AI 时代至关重要。

早在去年7月IBM就寻求与日本芯片制造商Rapidus建立长期合作伙伴关系，共同开发1nm以下芯片。其中Rapidus未来可能承担这些芯片的量产任务。IBM半导体研发部门总经理Mukesh Khare确认，IBM已向Rapidus位于北海道的工厂派遣约10名工程师，并强调IBM将全力支持Rapidus在2027年前实现2nm芯片的成功量产。

从 7nm 到 5nm，从 5nm 到 3nm，半导体产业对于先进工艺制程的追求永不停歇。2022 年，当台积电宣布已经掌握成功大量量产 3nm 鳍式场效电晶体制程技术后，1nm 开始一步步逼近。对于先进工艺的掌握，意味着更高的性能、更顶尖的技术。从 3nm 跨越到 1nm，这其中面临的技术挑战犹如天堑。因此，1nm 对于业界来说也充满着诱惑。

根据首尔经济日报报道，三星电子也已开始研发 1.0nm 晶圆代工工艺，以图在与台积电的竞争中实现“技术翻盘”。根据该日报报道，三星电子半导体研究所已正式着手研发 1.0nm 工艺，部分曾参与 2nm 等尖端制程的研发人员被抽调，组建了专项项目团队。在目前三星公开的晶圆代工工艺路线图中，计划于 2027 年量产的 1.4nm 工艺为目前最尖端的工艺。

1nm 工艺需要打破现有设计框架，引入新技术概念，三星预计，量产时间将在 2029 年之后。

然而，虽然产业界以及各大科研机构均在1nm芯片工艺上作了诸多技术研究，但从技术的角度来看，制造1nm芯片仍将面临非常大的技术门槛。其中，量子隧穿现象是其中之一，因为当尺寸缩小到1纳米时，电子会发生量子隧穿现象，这会导致晶体管的性能受到限制。同时，这一工艺级别芯片的制造过程还会面临更多的工艺控制和材料选择挑战。此外，还需投入大量的研发资源和资金来支持这一芯片工艺的研发。

更近的芯片路线图方面，台积电正加速推进其1.4nm制程工厂的建设进度，从目前的情况来看，台积电发展势头依旧向好，按照这一节奏，1.4nm工艺的风险性试产工作预计将于2027年启动。所谓风险性试产，是指新产品在正式大规模量产前进行小批量试产，主要目的是识别生产过程中的潜在问题（比如良率、性能），评估稳定性，以降低后期量产的风险，确保产品能顺利、高效地投入市场。据悉，台积电1.4nm制程工厂的地基工程已于2025年11月初动工，新厂位于中国台湾中部科学园区，规划建设四座厂房及配套办公楼。

初期建设投资预计达到1.5万亿新台币，工厂全面建成投产后，量产目标定于2028年，据估算，四座工厂首年合计将为台积电带来160亿美元的营收，同时还将创造8000至10000个就业岗位。

目前尚未披露哪些客户计划采用其1.4nm制程工艺，此前有报道称，苹果已拿下台积电2nm初期半数以上的产能，用于生产A20和A20 Pro芯片，由此不难推断，这家iPhone制造商大概率会抢占1.4nm新技术的先机。值得一提的是，1.4nm工艺的初期良率预计不会超过20%，随着时间推移，良品率有望逐步攀升，届时市场需求也会随之激增。

英特尔新任 CEO 陈立武在 2 月 3 日的 Cisco AI Summit（思科 AI 峰会）上表示：Intel 14A 制程计划在 2028 年进入风险试产阶段，并在 2029 年实现量产。陈立武强调，英特尔正聚焦于 14A 工艺，这是其路线图中最先进的制程节点，并提到需提升良率、可预测性和 IP 支持，以吸引外部代工客户。