Alors que la technologie des semi-conducteurs progresse vers des nœuds plus avancés, le procédé de 2 nanomètres (N2) est devenu le point focal de l'industrie mondiale de la fonderie. TSMC mène la charge dans cette course, suivie de près pour ses avancées dans le procédé N2. Selon les rapports de la chaîne d'approvisionnement, TSMC a terminé sa production d'essai du procédé 2 nanomètres à la fin du premier trimestre de 2025, dépassant les attentes de rendement et établissant une base solide pour la production de masse plus tard cette année-là. Pendant ce temps, Samsung fait également des progrès avec son procédé de 2 nanomètres, bien que restant derrière TSMC.

Le procédé de 2 nanomètres de TSMC exploite la technologie de transistors à grille à tout autour (Gate-All-Around, GAA), améliorant les performances et l'efficacité énergétique en enveloppant la structure du transistor sur les quatre côtés, contrairement aux architectures FinFET traditionnelles. TSMC a déclaré que, par rapport au processus de 3 nanomètres (N3), le processus de 2 nanomètres atteint environ 15% de meilleures performances avec la même consommation d'énergie, une augmentation de 15% de la densité des transistors, et une réduction de 25% à 30% de la consommation d'énergie. De plus, des progrès ont été faits dans la densité de SRAM, atteignant 38 Mb/mm² contre 33,55 Mb/mm² pour le 3nm, ce qui est précieux pour le calcul haute performance (HPC) et les SoC pour smartphones. Le rendement de la production d'essai de TSMC à son usine de Hsinchu Baoshan (Fab 20) au début de 2025 a été particulièrement impressionnant, dépassant 90%, bien au-dessus du seuil de 70 à 80% requis pour la production en volume. Cette réalisation, bien qu'elle repose principalement sur les produits de mémoire, met en évidence l'expertise significative de TSMC en matière d'optimisation des procédés. Pour soutenir la production de masse, TSMC accroît ses investissements en équipements, ayant commandé 30 des machines de lithographie EUV à ASML en 2024 et 35 autres prévues pour l'achat en 2025, y compris des machines de lithographie EUV à haute ouverture numérique (High-NA) de pointe. Cet équipement permettra à TSMC d'échelonner la production des puces 2nm au second semestre de 2025, avec une estimation initiale de 50 000 plaquettes par mois d'ici la fin de l'année, augmentant à entre 120 000 et 130 000 plaquettes d'ici 2026.

Le procédé de 2 nanomètres a attiré l'attention de nombreux géants de l'industrie. Apple devrait être parmi les premiers à intégrer ce processus, avec sa prochaine puce M5 et la puce A19 Pro destinées aux futurs Macs, iPads et la série iPhone 17. Pendant ce temps, des entreprises comme NVIDIA, AMD et Qualcomm négocient vigoureusement des capacités pour répondre aux demandes sur les marchés de l'intelligence artificielle et de l'informatique haute performance. TSMC étend ses capacités d'usine à cette fin, avec sa fabrique de Kaohsiung (Fab 22), initialement destinée à abriter deux installations de 2 nanomètres, envisage maintenant la construction d'un troisième pour répondre à la demande du marché.

En revanche, les progrès de Samsung avec le processus de 2 nanomètres sont en retard. Samsung utilise également la technologie GAA et devrait produire en série sa première puce de 2 nanomètres, l'Exynos 2600, en novembre 2025, en vue d'un déploiement avec la série Galaxy S26 en 2026. Les rapports de la Corée indiquent que le rendement de production pilote de 2 nanomètres de Samsung s'est amélioré de 20% à 30% au début de l'année à 40% à 50%, laissant toujours un écart significatif par rapport à TSMC. Samsung travaille à l'optimisation de ses lignes de production et à l'ajustement des stratégies pour attirer plus de clients. Cependant, dans ce marché où le gagnant emporte tout, TSMC a dominé le marché mondial de la fonderie avec une part de 67,1% au quatrième trimestre 2024, dépassant de loin les 8,1% de Samsung.

Intel poursuit également activement le paysage de 2 nanomètres, avec son processus 18A (équivalent à un niveau de 2 nanomètres) prévu pour la production de masse en 2025. Son produit principal, Clearwater Forest, a terminé la conception, en utilisant des transistors RibbonFET et la technologie de réseau de distribution de puissance backside (BSPDN). Malgré la part de marché minimale d'Intel dans le secteur de la fonderie (environ 1%), sa trajectoire technologique démontre sa compétitivité. En outre, la fonderie japonaise Rapidus prévoit de commencer la production d'essai de 2 nanomètres en avril 2025, en vue d'une production de masse d'ici 2027, bien que dépendant de la technologie d'IBM, remettant en question son influence sur le marché à court terme.

Si la production de masse du procédé de 2 nanomètres représente une avancée technologique significative, elle entraîne également une augmentation des coûts. Le prix de TSMC pour les plaquettes de 2 nanomètres est d'environ 30 000 $ par plaquette, environ 10% plus élevé que le processus de 3 nanomètres, attribué aux investissements dans des équipements sophistiqués et la complexité accrue du processus. TSMC prévoit également d'introduire un procédé de 1,4 nanomètre (A14), prévu pour la production de masse d'ici 2028, potentiellement avec des plaquettes coûtant jusqu'à 45 000 $ chacune.

En termes de tendances de l'industrie, la commercialisation du procédé 2nm renforcera la domination du marché de TSMC. La demande croissante d'IA générative et d'informatique haute performance a placé les processus avancés au cœur de la concurrence des fonderies. TSMC continue de maintenir son avance dans l'ère 2nm avec des rendements stables, une large base de clients et une planification de capacité robuste. Bien que Samsung et Intel fassent progresser leurs technologies, défier le leadership de TSMC reste difficile à court terme. À l'avenir, alors que la technologie de procédés approche de ses limites physiques, les fonderies doivent équilibrer la gestion des coûts, l'innovation technologique et la collaboration avec les clients pour maintenir des avantages concurrentiels.

Les avancées de TSMC dans le procédé 2nm ont établi une nouvelle référence de l'industrie. Ses taux de rendement élevés, ses performances exceptionnelles et ses plans de production de masse bien définis répondent non seulement aux besoins en IA et en informatique haute performance, mais soutiennent également l'évolution de l'électronique grand public comme les smartphones.