IBM宣布成功试产旗下2纳米制程芯片，实现在150平方厘米（mm²）面积的晶圆中放置500亿组晶体管，换算下来每平方厘米约有3.3亿组晶体管。

目前，台积电和三星广泛使用的7纳米制程，大约在每平方厘米面积上放置了9000万组晶体管，而台积电的5纳米FinFET制程大约能够在相同面积放置1.7亿组晶体管，三星的5纳米LPE制程大约可放置1.3亿组晶体管。

 

IBM称，该2纳米芯片的晶体管密度（MTr/mm2，每平方毫米多少百万颗晶体管）为333.33，几乎是台积电5纳米的两倍，也比外界预估台积电3纳米工艺的292.21 MTr/mm2要高。

另外，相比在7纳米制程下制程驱动相同电晶体数量所需的电力，在2纳米制程仅需以25%电力即可运作，相当于效能提升75%！这也意味着将可让更多运算设备更为省电，或是能以相同电力对应更高的计算效能。

 

如果以电力损耗程度计算的话，相比7纳米制程设计，在2纳米制程情况下约可节省45%的电力损耗，意味运算设备可以更不用担心电力损耗过快的问题。如果2纳米制程用在智能手机上的话，能够让手机的续航时间延长到4天左右。

此次IBM的2纳米芯片还采用了GAA（环绕栅极晶体管）技术。IBM介绍，这是第一次使用底介电隔离通道，它可以实现12纳米的栅长，其内部间隔是第二代干法设计，有助于纳米片的开发。据了解，正在研发中的三星3纳米、Intel 5纳米、台积电2纳米芯片，都将首次采用GAA技术。

需要注意的是，IBM并没有自己的晶圆厂。早在2014年，IBM就将制造工厂卖给了格芯，但两者签署了10年的合作协议，此外，IBM也与三星、Intel有合作关系。

 

IBM强调，推进2纳米制程技术，预期可拉动更大规模的计算应用，其中包含将大幅度推进目前的量子力学计算应用，还能带动诸如自动驾驶、5G或日后的6G网络应用，也能加速人工智能的应用增长。

 

不过，从此前的情况来看，IBM早在2015年就宣布旗下7纳米制程顺利试产，可是直到2020年8月才正式推出第一款7纳米制程的商用芯片产品。因此，这次宣布成功试产2纳米制程芯片，实际进入量产阶段的话，可能还会需要一些时间。

 

目前，各大厂商在制程技术上开始有了不同的设计分歧。例如，台积电目前依然偏重藉由FinFET技术让晶体管以立体形式堆叠，而不像三星采进阶光照技术，让晶体管能够以更细微形式成形。这样的设计分歧，也造成了制程技术对应晶体管分布密度的不同，进而反应在计算效能表现的差异上。

 

在如今的制程竞争中，台积电与三星都已经进入5纳米制程阶段，接下来还将陆续推进4纳米及3纳米，以及2纳米制程。而Intel方面则表示接下来也会从现在的10纳米制程推进到7纳米阶段。由于Intel在制程规格定义上的晶体管密度要比台积电和三星更高，因此Intel的7纳米制程大约介于台积电的5纳米到4纳米之间，至少要到2023年才会正式投产。