在本文中，戈登就台积电未来的发展方向提出了一系列前瞻性问题。
台积电成立于 1987 年，开创了纯晶圆代工模式，并由此成长为全球领先的专业半导体制造合作伙伴。
近期，我们就台积电的下一步规划提出了多项问题。尽管台积电发言人拒绝回应其中不少内容，但其所给出的部分回答，依然为我们理解半导体技术及整个产业的未来走向提供了宝贵线索。
戈登·费勒： 在向 2nm 以下制程技术迈进的过程中，台积电预计将面临哪些突破或挑战？
台积电： 在 2nm 制程节点上，我们引入的最重要创新是纳米片晶体管架构，也被称为环绕栅极（GAA）晶体管。这是一项具有里程碑意义的进展，因为这是我们历史上第二次采用全新的晶体管结构，也是自 2014 年在 16nm 节点从平面晶体管转向 FinFET 以来的首次重大结构变革。
在克服多年的技术挑战之后，台积电正按计划于今年年底前实现 2nm 制程的量产。
在 A16（1.6nm 级）节点上，我们还将推出另一项关键创新——超强电源轨（Super Power Rail），即我们的背面供电技术。该架构将正面布线资源集中用于信号传输，并将电源布线移至背面，从而同时提升逻辑密度与性能表现。
这一结构使 A16 特别适用于对信号布线复杂度和供电密度要求极高的高性能计算应用场景。
GF： 在量子器件、硅光子学或替代材料（如二维材料、纳米片场效应晶体管）等长期技术方向中，哪些最有可能影响台积电在 2nm 之后的战略布局？
台积电： 台积电始终致力于将晶体管微缩推向极限，但这并不是提升电子系统性能与功能的唯一途径。
我们正在探索多种技术路径，包括通过 3D IC 实现系统级性能提升、设计与制程的协同优化，以及创新材料的应用。
在晶体管微缩方面，我们已在互补场效应晶体管（CFET）研究上取得显著进展。CFET 的晶体管并非位于同一平面，而是采用垂直堆叠结构。此外，我们也对仅有分子级厚度的二维材料，以及碳纳米管等一维材料展开了大量研究。
尽管这些材料目前仍处于研究阶段，尚未纳入我们的正式开发路线图，但它们在应对未来晶体管微缩挑战方面展现出巨大潜力。
在晶体管之外，我们的许多研究重点放在系统级性能上，包括芯片在系统内部的互连方式，以及它们如何与更大规模的平台协同工作。这其中涵盖了硅光子学技术，以及在多芯片集成于同一封装时所面临的散热与电源管理问题。
由于人工智能对处理器高速访问海量数据的需求极高，我们在先进封装领域的诸多创新，正是围绕着构建能够整合更多内存与算力的大规模系统展开的。
目前，我们已经提供晶圆级系统技术，即将整套系统集成在一片 12 英寸晶圆大小的载体上，其计算能力可媲美数据中心服务器机架，甚至整台服务器。同时，我们也在超越晶圆尺寸的限制，探索更大规模的面板级系统形态。
GF： 在美国、日本和欧洲持续推进晶圆厂扩张的背景下，面对资本密集度上升以及台湾以外地区学习曲线收益率较低的预期，台积电如何评估其全球布局的长期回报？
台积电： 关于良率学习曲线，正如我们董事长兼首席执行官魏哲家博士在投资者会议上所提到的，台积电位于亚利桑那州的首座晶圆厂已于 2024 年第四季度采用 N4 制程进入量产阶段，其良率水平已与台湾晶圆厂相当。
随着时间推移，我们将持续利用亚利桑那厂区不断扩大的规模，并通过运营优化来降低成本。随着规模效应的释放，该晶圆厂将带来更显著的规模经济，并有助于在美国构建更完善的半导体供应链生态体系。我们也将继续与客户及供应商紧密合作，共同应对由此产生的影响。
至于欧洲和日本的晶圆厂，它们主要是为当地产业的关键技术需求而设计，规模将小于我们在亚利桑那州的布局。但即便如此，我们仍有信心充分运用在台湾及海外积累的经验，确保项目顺利推进。
GF： 针对人工智能加速所推动的全球半导体需求，台积电正在构建哪些情景模型？这些情景将如何影响未来几十年的产能规划与资本支出纪律？
台积电： 我们预计，人工智能相关需求将持续保持强劲增长，并将继续围绕这一长期、需求驱动的趋势进行投资。同时，我们也会始终聚焦于业务基本面，包括技术领先、卓越制造能力以及客户信任，从而进一步巩固我们的竞争优势。
总体而言，我们的年度资本支出规划是基于未来数年的增长预期制定的。尽管行业在短期内存在周期性波动，但只要长期结构性需求和未来机遇依然存在，我们就会持续投入。
我们始终坚持以长期市场需求预测为基础，执行审慎而有纪律的资本支出与产能规划策略。
