Рынок полупроводников переходит в ту стадию, когда привычные нам нанометры уже не столь важны, а конкуренция теперь в плоскости архитектуры транзисторов, подсистем питания и литографических инноваций. 2-нм техпроцессы только входят в массовое производство, но три ведущих контрактных производителя — Intel, Samsung и TSMC — уже раскрыли, на что они нацелены дальше.
Мы разобрали дорожные карты всех трех игроков вплоть до конца десятилетия, сравнили показатели производительности, плотности и энергоэффективности.
Первым, еще в середине 2025 года, финишную черту пересек Samsung, запустив производство на своем SF2. Правда, в отрасли ходят упорные слухи, что это скорее глубоко модернизированный SF3P, чем принципиально новый узел.
Вслед за корейцами в ноябре отчитался Intel, их 18A заработал, но речь шла о тестовых линиях в Орегоне, а не о полноценных производственных мощностях в Аризоне.
TSMC же в декабре запустила серийное производство N2 сразу на двух своих тайваньских фабриках.
То, что на этом рынке осталось всего три компании, никого уже не удивляет. Порог входа запредельный, требуются десятки миллиардов долларов, уникальные знания и опыт, которые за десятилетия не наработаешь. Например, Rapidus (японский претендент) пока так и остается проектом, который много обещает, но еще ничего не доказал на деле.
| Компания | 2020 | 2021 | 2022 | 2023 | 2024 | 2025 | 2026 | 2027 | 2028 | 2029 |
| Intel | ||||||||||
| Для машин | ||||||||||
| Для ПК, серверов и телефонов | 10SF | 10ESF / 7 | 4 | 3 | 20A (отменен) | 3-T / 3-E / 18A | 18A-PT | 14A / 14A-E | 18A-PT | 10А(?) |
| Для дешевой электроники (контроллеры, бытовая техника, датчики и для устаревших процессов) | 16 | 16-E | Intel UMC 12 | |||||||
| Samsung | ||||||||||
| Для машин | SF5A | SF4A | SF2A | |||||||
| Для компьютеров и телефонов | SF5E | SF4E/ SF5 | SF3E/ SF4 | SF4P | SF3 | SF2 | SF2P | SF1,4 | ||
| Для серверов | SF4P | SF4X | SF2X | SF2Z | ||||||
| Для дешевых массовых устройств (бюджетные чипы, бытовая техника, недорогие устройства) | SF4U | |||||||||
| TSMC | ||||||||||
| Для машин | N7A | N5A | N5A | |||||||
| Для компьютеров и телефонов | N5 | N5P | N4 | N3 | N3E | N3P => N2 | N2P | A14 | A13 | |
| Для серверов | N4P/ N4X | N2/ N3X | A16 | N2X | A12 | |||||
| Для дешевых массовых устройств (бюджетные чипы, бытовая техника, недорогие устройства) | N6 | N4P | N4C | N3C | N2U | |||||
При этом все три гиганта постепенно отказываются от простой погони за нанометрами и переходят к более сложной, сегментированной стратегии, и в этом их пути расходятся.
TSMC делает ставку на предсказуемость. Каждый следующий шаг рассчитан и выверен. Их дорожная карта разделена на две параллельные линии: для высокопроизводительных вычислений с тыловой подачей питания (BSPDN) и для массовых приложений, где важнее плотность и стоимость (здесь BSPDN не используется).
Samsung, наоборот, выглядит так, будто они сейчас не стремятся к прорывам, а пытаются отдышаться. Компания предлагает множество вариаций своих узлов, но главная цель последних лет — поднять процент исправных кристаллов на пластине. Именно поэтому их дорожная карта кажется скорее чередой улучшений, чем серией революций. И, вероятно, этим же объясняется их отставание во внедрении тыловой подачи питания.
А вот Intel выбрал путь максимальной агрессии. Они внедряют GAA-транзисторы (под собственным именем RibbonFET) и тыловое питание PowerVia одновременно, а не поэтапно. Они собираются использовать High-NA EUV-литографию уже в 2027–2028 годах, то есть на несколько лет раньше конкурентов. И это при том, что Intel — новичок на рынке контрактного производства.
Intel: смелая ставка, которая может как выстрелить, так и провалиться
Для Intel узел 18A — это возвращение производства собственных потребительских процессоров на собственные фабрики, а значит, резкое улучшение маржи, которую сейчас подъедает сотрудничество с внешними подрядчиками. Компания признает, что выход исправных кристаллов на 18A пока не идеален, а объемы невелики, но параллельно уже готовятся улучшенные версии: 18A-P с более высокой производительностью и эффективностью, а также 18A-PT с поддержкой сквозных кремниевых переходов для трехмерной интеграции чипов внутри одного корпуса.
| 18A vs 3 | 18A vs 20A | 18A vs 18A | 14A vs 18A | 14A-E vs 14A | |
| Энергоэффективность | +15% произв./ватт | +10% произв./ватт | +18% | +25% – +35% | ниже |
| Производительность | +15% произв./ватт | +10% произв./ватт | +9% | +15% – +20% | выше |
| Плотность | 1.3X | немного выше | — | 1.3X | выше |
| Транзисторы | RibbonFET GAA | RibbonFET GAA | RibbonFET GAA | RibbonFET GAA 2-го поколения | RibbonFET GAA 2-го поколения |
| Подача питания | PowerVia BSPDN | PowerVia BSPDN | PowerVia BSPDN | PowerDirect BSPDN | PowerDirect BSPDN |
| Массовое производство | 2-е полугодие 2025 | 2-е полугодие 2025 | 2027 (?) | 2028 (?) | 2029 (?) |
Заглядывая дальше, Intel нацелилась на узлы 14A и 14A-E. Они должны быть готовы к производству где-то в 2027–2028 годах. Здесь появятся транзисторы RibbonFET второго поколения, модернизированная тыловая подача питания PowerDirect и так называемые Turbo-ячейки, ускоряющие работу критически важных цепей на кристалле. Именно эти узлы станут первыми у Intel, где хотя бы для некоторых вариантов будет применяться High-NA EUV-литография. Компания явно надеется, что этот технологический рывок даст ей преимущество, которого так не хватало в эпоху проблем с 10 нм и 7 нм.
Интерес внешних заказчиков к 14A уже есть, причем довольно серьезный. Например, проект Илона Маска Terafab будет использовать этот узел, правда, в качестве лицензиата, а не прямого покупателя готовых чипов.
При этом Intel активно плодит варианты одного и того же узла под разные задачи: P — для повышенной производительности, E — для расширенной функциональности, T — с поддержкой сквозных кремниевых переходов. Все это нужно, чтобы строить кастомизированные многокристальные системы для серверов и потребительских устройств, не выходя за пределы собственных фабрик.
И не стоит забывать, что Intel не забывает и про старые техпроцессы. Узлы Intel 16 и совместная разработка с UMC по 12-нанометровому процессу — это попытка обеспечить стабильный денежный поток за счет тех приложений, где передовая литография не нужна.
Но вся эта амбициозная картина имеет одну жирную сноску. В конце 2024 года Intel внезапно отменила узел 20A. При всем своем размахе компания может спотыкаться. И 18A, и 14A пока существуют только в презентациях, а не в кремнии.
Samsung: когда проблема не в технологии, а в том, сколько чипов годится
История Samsung парадоксальна. Именно они первыми, еще в 2022 году, запустили GAA-транзисторы на своем узле SF3E. Они опередили Intel и TSMC на целых 3 года. Но из каждой пластины они получают мало работающих чипов, и этот процент прыгает от партии к партии. Это катастрофа для бизнеса, потому что себестоимость каждого проданного чипа взлетает до небес, так как вы же платите за всю пластину целиком, независимо от того, сколько на ней брака.
Это привело к тому, что эта передовая технология осталась в нишевых устройствах, например, в ASIC для майнинга криптовалют. Более зрелый SF3 нашел чуть больше применений, но большинство из них — внутренние проекты самой Samsung. В итоге самые производительные чипы, которые сегодня выпускает компания, все еще делаются по старым FinFET-узлам SF4P и SF4X. И это ставит Samsung позади конкурентов.
Сейчас главная цель корейского гиганта — не гнаться за цифрами в названии узлов, а снизить плотность дефектов. В прошлом году они запустили производство мобильных SoC на SF2 — своем первом поколении 2-нанометрового GAA-процесса. Но реальными приоритетами на этот год названы наращивание выпуска на втором поколении, SF2P, и подготовка 4-нанометрового процесса с оптимизацией по энергопотреблению. Это косвенно говорит о том, что внешнего спроса на базовый SF2 оказалось немного.
Дорожная карта Samsung пестрит обозначениями. В 2026-м ожидается SF2X для HPC-задач, в 2027-м — автомобильный SF2A и SF2Z, который представляет собой SF2X с тыловой подачей питания. Но насколько широко эти узлы будут реально использоваться, остается большим вопросом.
Тем не менее, сам подход Samsung — эволюционный, итеративный, то есть от SF2 к SF2P, затем к SF2X и уже потом к версии с BSPDN — дает надежду, что с каждым шагом будет становиться лучше процент исправных кристаллов на пластине.
Следующая крупная цель — SF1.4. Технология 1,4-нанометрового класса, ориентированная на смартфоны и потребительскую электронику. У этого узла не будет тыловой подачи питания. В презентациях Samsung SF1.4 гордо возвышается над семействами SF3 и SF2, что намекает на нововведения — возможно, новую конструкцию GAA-транзисторов или что-то еще более радикальное. Компания обещает начать массовое производство в 2027 году, что позволит им формально обойти Intel и TSMC в гонке 1,4 нм.
Однако в воздухе висит один неприятный вопрос. Начнет ли Samsung наконец использовать пелликлы — защитные пленки — в своих EUV-сканерах, начиная с SF1.4 или позже? Сейчас их нет, и это приводит к тому, что количество дефектов растет катастрофическими темпами. На 2 нм эта проблема уже серьезна, а на более тонких узлах станет просто критической.
TSMC: «швейцарские часы» полупроводниковой индустрии
Если дорожная карта Intel — это американские горки, а Samsung — попытка выкарабкаться из ямы, то TSMC — это поезд, идущий по расписанию.
| A16 vs N2P | N2X vs N2P | N2U vs N2P | A14 vs N2 | A13 vs A14 | A12 vs A16 | |
| Энергоэффективность | -15% ~ -20% | ниже | 8% — 10% | -25% ~ -30% | ? | ниже |
| Прирост производительности | 8% — 10% | 10% | 3% — 4% | 10% — 15% | ? | выше |
| Увеличение плотности чипа в целом | 1,07x – 1,10x | ? | ? | 1,2x | ? | плотнее |
| Увеличение плотности именно логических транзисторов | ? | ? | 1,02X – 1,03X | 1,23x | 1,06X | плотнее |
| Тип транзисторов | GAA | GAA | GAA | Gen GAA 2-го поколения | Gen GAA 2-го поколения | Gen GAA 2-го поколения |
| Система подачи питания | SPR | фронтальная с SHPMM (?) | фронтальная с SHPMM (?) | фронтальная с SHPMM (?) | фронтальная с SHPMM (?) | SPR |
| Год начала массового производства | 2027 | 2027 | 2027 | 2028 | 2029 | 2029 |
Самый крупный в мире контрактный производитель чипов запустил массовое производство своего первого GAA-узла N2 в конце прошлого года, причем сразу на двух фабриках на Тайване. Это говорит о двух вещах. Во-первых, о колоссальном спросе — от смартфонов Apple до серверных EPYC Venice от AMD. Во-вторых, о высочайшей степени готовности самой технологии.
Дальше в 2027 году появятся сразу два узла. Первый — N2P, улучшенный по производительности, но с традиционной фронтальной подачей питания. Второй — A16, который на те же транзисторы добавляет тыловую подачу питания Super Power Rail.
Это разделение объясняет философию TSMC. BSPDN — дорого, и оно нужно не всем. Смартфонам и потребительским устройствам такая избыточность ни к чему, а вот процессорам дата-центров она дает критическое преимущество.
Ярче всего эта философия видна на примере узла A14. В 2028 году он выйдет как смартфоно-ориентированная технология (без BSPDN), в в 2029-м появится его версия для дата-центров (с тыловой подачей питания).
Для тех, кто больше заботятся о цене, чем о производительности, TSMC продолжит делать узлы из серий NxC: N4C, N3C и в перспективе N2C.
Автомобильная электроника тоже не забыта — узлы N7A, N5A, N3A будут отставать от передовых на одно-два поколения, потому что в автомобилях надежность и долговечность важнее гигагерц и плотности.
Такой подход с ежегодным обновлением, четкой сегментацией и отсутствием, сюрпризов уже много лет укрепляет позицию TSMC как самого предсказуемого и коммерчески дисциплинированного производителя. И именно эта дисциплина, а не какие-то технологические чудеса, остается их главным козырем в борьбе с амбициозным Intel и пытающимся выбраться из кризиса Samsung.
Три стратегии, один мир
TSMC продолжает делать то, что умеет лучше всех: четко исполнять план и сегментировать продукцию так, чтобы каждый клиент получил ровно то, за что готов платить. Они запустили 2-нанометровый узел на двух фабриках одновременно не ради хвастовства, а потому, что спрос со стороны искусственного интеллекта перевернул всю логистику отрасли.
Intel сейчас — самый амбициозный игрок. Они единственные, у кого уже есть техпроцесс, сочетающий GAA-транзисторы и тыловую подачу питания. И они собираются прыгнуть выше головы, введя High-NA EUV на два-три года раньше конкурентов. Но компания сама признает, что мирового уровня они достигнут только к 2027 году. А до тех пор требовательные заказчики вроде Nvidia или Qualcomm вряд ли захотят рисковать.
Samsung — загадка. У них есть широкая линейка узлов для любых применений. Сейчас они сконцентрировались на исправлении ситуации, а не на гонке за нанометрами, и это, возможно, самое разумное решение в их положении.