IBM公司本周宣佈在其實驗室中成功製造出2納米制程的芯片（晶片），實現芯片領域的最新突破。

芯片被廣泛應用於手機、電腦等設備中，其製造技術的制程常以納米為單位計算，數字越低意味著越先進，也意味著更小的體積、更高的性能，以及更低的功耗。

目前，廣泛商用的是7納米以上制程芯片，最先進的則為台積電生產的5納米芯片，僅在iPhone12等高端機型中應用。

IBM成功研製2納米芯片，代表該領域最新的一座里程碑。IBM公司稱，對比廣泛使用的7納米芯片，2納米芯片的性能提高45%，能耗則大幅降低75%。

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突破性進展

2納米工藝的芯片，意味著將500億個晶體管塞進「指甲蓋大小的芯片」，上一次在制程上所突破是2017年的5納米制式芯片，實現放入300億個晶體管。

「這可以說是一個突破，」 市場分析公司IDC的研究總監彼特.魯頓（Peter Rudden）表示。 「我們已經看到半導體製造商從14納米到10納米再到7納米，7納米對一些人來說已經是個真正的挑戰。」

魯頓稱，這一新工藝可用於人工智能設備，因為當前人工智能領域往往需要兩個處理器，比如再來一塊強大的顯卡。具體而言，大幅降低能耗效率在個人設備中很有用，而性能提高則有利於巨型數據中心。

如魯頓所言，對於一般消費者來說，新技術使芯片降低75%能耗，潛在優勢是可能將電池使用時間延長四倍，手機行業目前普遍的「一天一充」，有望實現「四天一充」，大幅提高用戶體驗。

這項技術可能在未來幾年逐步走出實驗室，再由蘋果、高通、三星等芯片設計公司設計出新一代芯片，然後在台積電、三星等芯片代工廠進行生產，最後在中國組裝到手機裏，成為用戶手裏最新的設備。

芯片背後的國際爭端

這一消息出來之時，全球正在經歷芯片短缺之苦，不斷有聲音質疑產業過度集中帶來的風險。

美國半導體產業協會(SIA)的最新報告顯示，最先進的芯片製造幾乎全部在亞洲，其中92%在台灣。如果台灣無法生產芯片一年，全球電子業營收將少掉將近5000億美元，「全球電子業供應鏈將會停擺。」

芯片產業過度集中，變得愈來愈容易受到天災和地緣政治的影響。

在今年二月美國國會的一場聽證會上，共和黨籍參議員湯姆·科頓（Tom Cotton）認為，美國對台積電非常依賴，而台積電在中國面前很脆弱。因此他曾力推法案，促使政府向美國本土的芯片製造業注資。

美國半導體產業協會執行長John Neuffer業表示，「我們在美國沒有足夠的半導體製造能力…必須在美國政府的協助下解決這個問題。」

台積電董事長劉德音則在公開發言中表示，晶圓製造產能的供不應求，並不是因為生產據點集中在台灣才發生，不論半導體工廠設在全球哪裏，都會出現目前的狀況。

夾在中美之間，台積電被形容為「拳擊沙包」，恐失去中國訂單，又無力拒絶美國。

摩爾定律失效？

中國芯片產業面臨兩個現實：一是全球芯片產業面臨瓶頸，為後來者趕超帶來契機；二是中國芯片現有產業基礎極差。

芯片產業的瓶頸來自摩爾定律的失效。1965年，英特爾聯合創始人戈登·摩爾（Gordon Moore）提出集成電路上可容納的元器件的數量每隔18至24個月就會增加一倍，性能也將提升一倍。此後將近半個世紀以來，半導體行業都大略依照這個模式狂飆突進，每年一代的速率快速迭代，後來者幾乎不可能趕上這樣的發展速度。

然而，這一速度逐漸放緩，近10年來半導體行業規模增速僅維持在4%至6%之間，而且還在進一步放緩，由此體現出從7納米制程次突破到2納米制程的意義。

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