趕在2023年底，荷蘭光刻機龍頭阿斯麥交付了首台高孔徑極紫外光刻機，意味著全球半導體產業朝著2nm邁出關鍵的一步。隨著英特爾信誓旦旦地表示2024年將進入2nm製程量產，投資市場也緊張關注半導體產業的機會。摩根士丹利在最新出爐的2024年主題投資報告中，也將英特爾、中微公司列入「全球24大看漲股名單」。

（來源：X）

不過就在市場聚焦於一眾光刻機生產商、晶片生產商時，多家材料和化工廠商開始跳出來提醒投資人：在2nm時代，我們的角色將更加重要！

此話怎能講？

在最新發表的訪談中，美股上市公司英特格（Entegris）的技術長詹姆斯·奧尼爾提到，在當前實現先進生產流程的過程中，佔據舞台中心的不再是製造晶片的機器，而是先進材料和清潔解決方案。

奧尼爾表示：“三十年前，一切都與光刻機使晶體管變小（提高性能）有關，到了今天，宣稱材料創新是提高性能的主要驅動力會是一個堅實的主張。”

德國默克集團（Merck）的電子業務執行長Kai Beckmann雖然話講得沒有那麼直白，但也認可了這種觀點。Beckmann表示，現在電子產業正從過去二十年依靠工具推進技術的時代，轉向所謂「材料時代」的下一個十年。

對於有望在2025年大規模量產的2nm晶片而言，晶片的設計本身正變得更加複雜。當人類突破22nm節點時，傳統的平面型電晶體開始被鰭式結構（FinFET）取代，到了3nm節點，全環繞閘極電晶體（Gate-All-Around FET）又成為了業界的首選方案。從示意圖上也能看出，現在晶片裡的電晶體正以更複雜的方式堆疊。

（三種結構示意圖，來源：三星）

記憶體晶片那一塊就更容易解釋了，三星、SK海力士和美光等廠商正在3D NAND領域展開競爭——比誰的晶片疊層更多。目前這三家公司生產的晶片層數已經能疊到230層，正努力在1至2年內突破300層。堆疊的層數更多，儲存的容量也更大。同時，業界也積極探索3D快閃記憶體晶片的發展。

在這兩個領域取得進一步的發展不僅需要更複雜的光刻機，還需要全新的尖端材料。

歐尼爾將應用於3D電晶體的化學物質比喻為「坐在直升機上為紐約市噴漆」——需要能夠控制噴在建築頂部、側面和水平街道上的材料屬性，完事兒後還要有清理街道的能力。對於GAA等新的電晶體結構而言，也需要開發新的創新材料，確保均勻地覆蓋頂部、底部和側面。目前材料產業正在想辦法從原子尺度上實現這一點。

化學品變得更加重要的另一個原因是基於生產的良率，這對於晶片公司的商業競爭力至關重要。歐尼爾表示，高純度化學品對於確保無瑕疵的生產和最小化缺陷至關重要。

Beckmann也舉了另一個例子：在目前晶片製造過程中，銅被廣泛用作導電層，但為了製造更小更先進的晶片，業界正在探索像鉬這樣的新材料。

當然，創新這兩個字與便宜通常沒有關係。根據目前業界的預期，單一2奈米晶圓的成本可能高達3萬美元，比起目前最尖端的iPhone 15 Pro處理器（3nm）高出50%。與目前的AI產業類似，強者愈強很有可能仍是這個產業的基調。

英特格的執行長伯特蘭·洛伊總結稱，這是一個高度資本密集的行業。他預期相同的趨勢將延續——體量較大的公司將變得更強大，並且願意繼續投資，因為這將是他們競爭優勢的來源。