Con l'avanzamento della tecnologia dei semiconduttori verso nodi sempre più sofisticati, il processo a 2 nanometri (N2) è divenuto il centro dell'attenzione nell'industria globale delle fonderie. TSMC è alla guida di questa evoluzione, con progressi che destano l'interesse di molti. Secondo rapporti della catena di approvvigionamento, TSMC ha completato con successo la produzione di prova del 2 nm entro la fine del primo trimestre del 2025, superando le aspettative di rendimento e ponendo basi solide per la produzione di massa nel corso dell'anno. Sebbene Samsung stia anche avanzando nel proprio processo a 2 nanometri, risulta essere un passo indietro rispetto a TSMC.

Il processo a 2 nanometri di TSMC si avvale della tecnologia del transistor nanosheet Gate-All-Around (GAA), migliorando le prestazioni e l'efficienza energetica tramite l'incapsulamento del transistor su tutti e quattro i lati, diversamente dalle tradizionali architetture FinFET. TSMC afferma che, paragonato al processo a 3 nanometri (N3), il processo a 2 nanometri assicura un aumento delle prestazioni del 15% con il medesimo consumo energetico, un incremento del 15% nella densità dei transistor e una riduzione del consumo energetico del 25%-30%. Importanti progressi sono stati fatti anche nella densità di SRAM, che raggiunge 38Mb/mm² rispetto ai 33,55Mb/mm² a 3 nm, rivelandosi vitale per il calcolo ad alte prestazioni (HPC) e per i SoC degli smartphone. Il rendimento della produzione di prova di TSMC presso lo stabilimento di Hsinchu Baoshan (Fab 20) all'inizio del 2025 è stato encomiabile, superando il 90%, ben oltre la soglia tipica del 70%-80% necessaria per la produzione di volume. Questo successo, sebbene focalizzato principalmente sui prodotti di memoria, sottolinea la vasta competenza di TSMC nell'ottimizzazione dei processi. Per supportare la produzione di massa, TSMC sta aumentando gli investimenti nelle attrezzature, avendo ordinato 30 macchine per litografia EUV di ASML nel 2024 e altre 35 pianificate per il 2025, incluse le macchine per litografia EUV ad Alta Apertura Numerica (High-NA) all'avanguardia. Queste attrezzature consentiranno a TSMC di incrementare la produzione di chip a 2 nm nella seconda metà del 2025, con una stima iniziale di 50.000 wafer al mese entro fine anno, espandendosi a 120.000-130.000 wafer nel 2026.

Il processo a 2 nanometri ha attirato l'attenzione di molti colossi industriali. Apple è considerata tra le prime a integrare questo processo, con il futuro chip M5 e il chip A19 Pro destinati ai prossimi Mac, iPad e alla serie iPhone 17. Contemporaneamente, aziende come NVIDIA, AMD e Qualcomm stanno negoziando attivamente la capacità per rispondere alla domanda nei settori dell'intelligenza artificiale e del computing ad alte prestazioni. TSMC sta espandendo le capacità produttive per questo scopo, con la fabbrica di Kaohsiung (Fab 22), inizialmente prevista per due impianti da 2 nanometri, che ora valuta la costruzione di un terzo per soddisfare l'elevata domanda.

D'altro canto, i progressi di Samsung nel processo a 2 nanometri sono in ritardo. Anche Samsung utilizza la tecnologia GAA e prevede di produrre in massa il proprio primo chip da 2 nm, l'Exynos 2600, a novembre 2025, mirato a equipaggiare la serie Galaxy S26 nel 2026. Rapporti dalla Corea indicano che il rendimento della produzione pilota a 2 nanometri di Samsung è migliorato dal 20%-30% di inizio anno al 40%-50%, ancora distante dal rendimento di TSMC. Samsung si sta impegnando per ottimizzare le proprie linee produttive e modificare le strategie al fine di attrarre più clienti. Tuttavia, in questo mercato altamente competitivo, TSMC ha dominato il mercato globale delle fonderie con una quota del 67,1% nel quarto trimestre del 2024, superando di gran lunga l'8,1% di Samsung.

Anche Intel sta perseguendo attivamente lo scenario a 2 nanometri, con il suo processo 18A (equivalente a 2 nanometri) in programma per la produzione di massa nel 2025. Il loro prodotto di punta, Clearwater Forest, ha completato la progettazione, integrando transistor RibbonFET e una tecnologia di rete di distribuzione dell'energia posteriorizzata (BSPDN). Nonostante la quota di mercato ridotta di Intel nel settore delle fonderie (circa l'1%), il loro percorso tecnologico dimostra competitività. Inoltre, l'emergente fonderia giapponese Rapidus prevede di avviare la produzione di prova a 2 nanometri ad aprile 2025, con l'obiettivo della produzione di serie entro il 2027, sebbene si affidi alla tecnologia di IBM, sfidandone l'influenza sul mercato nel breve termine.

Mentre la produzione di massa del processo a 2 nanometri rappresenta una pietra miliare significativa, reca con sé costi elevati. Il prezzo di TSMC per i wafer da 2 nanometri si aggira intorno ai 30.000 dollari per wafer, circa il 10% in più rispetto ai 3 nm, a causa degli investimenti in attrezzature sofisticate e della maggiore complessità del processo. Guardando al futuro, TSMC prevede di introdurre un processo di 1,4 nanometri (A14), previsto per la produzione di massa entro il 2028, con un potenziale prezzo per wafer fino a 45.000 dollari.

In termini di tendenze settoriali, la commercializzazione del processo a 2 nm consoliderebbe ulteriormente il dominio di mercato di TSMC. La crescente domanda di intelligenza artificiale generativa e di elaborazione ad alte prestazioni ha posto i processi avanzati al centro della concorrenza nelle fonderie. TSMC continua a mantenere la propria leadership nell'era dei 2 nm grazie a rendimenti stabili, una vasta base clienti e una robusta pianificazione delle capacità. Benché Samsung e Intel stiano avanzando con le loro tecnologie, sfidare la leadership di TSMC sembra complesso nel breve termine. In futuro, dato che la tecnologia di processo si avvicina ai suoi limiti fisici, le fonderie dovranno bilanciare costi, innovazione tecnologica e collaborazione con i clienti per mantenere la competitività.

I progressi di TSMC nel processo a 2nm hanno stabilito un nuovo standard del settore. I suoi alti tassi di rendimento, prestazioni eccezionali e piani di produzione di massa ben delineati non solo soddisfano le esigenze di intelligenza artificiale e di elaborazione ad alte prestazioni, ma supportano anche l'evoluzione dell'elettronica di consumo, come gli smartphone.