两周前，IBM 宣布制造出全球首款 2纳米（nm）工艺节点的芯片，让不少人期待 2nm 芯片可以早日实现量产。近日，半导体工艺方面又传来了消息。台积电与台大和麻省理工合作，在研发 1nm 芯片方面取得了重大突破。

全球最大的代工公司台湾台积电宣布，在 1nm 半导体制造工艺方面取得突破，在微细制造工艺的竞争中领先三星电子一步。

据 Hexus 等外媒报道，来自台积电、台湾大学和麻省理工学院的研究科学家在《自然》杂志上发表的一篇论文中宣布，在电子领域使用“超越硅”和 2D 材料方面取得了突破。

如今，摩尔定律几乎已经走到极限，晶片单位面积中可容纳的电晶体数目，已经临近硅的物理极限。硅是当前主流的半导体材料，若是想达到1.5nm、1nm，必须寻找一种可替代硅的全新材料。

而二维材料，便是业界公认的硅的替代品。不过，二维材料本身也存在着难题突破的问题，那便是高电阻、低电流等问题。

半金属铋（Bi）的出现，凭借着能大幅降低电阻并提升电流的能力，给二维材料替代硅带来了希望。

据了解，麻省理工团队率先发现了半金属铋电极；而台积电则负责将“铋沉积制程”进行优化；台大团队则承担起了，利用氦离子束微影系统将原件通道缩小到纳米尺寸的任务。

在经过1年半时间的攻坚之下，三方合作团队在半金属铋方面终于实现突破。以铋作为接触电极的关键结构，能令二维材料电晶体的效能达到硅基半导体的水平。

更值得注意的是，这为突破摩尔定律的极限带来了希望，有望达到半导体 1nm 及以下制程。

台积电成功领先 IBM 与三星，抢占了 1nm 制程的先机。摩尔定律达到极限之时，需要采用全新的技术或材料，以往的市场格局有望被打破，台积电、三星等芯片代工巨头们将站到新的起跑线上，进行重新竞赛。

因此，对于 1nm 及以下制程，各方格外关注。尤其是想要在2030年前超越台积电的三星，更是虎视眈眈。台积电在这关键的时刻，自然不敢放松，提前抢下了1nm关键技术。

目前，台积电和三星电子是世界上仅有的两家能够量产 7nm 以下半导体的公司。两家公司目前都在量产 5nm 产品。

半导体行业专家一直在关注这两家公司中哪一家将率先开始量产 3nm 产品。与 5nm 制程相比，3nm 制程的芯片尺寸减小了35%，但性能和电池效率分别提高了15%和30%。

预计台积电将于明年年底开始量产 3nm 产品。这家台湾半导体巨头正在亚利桑那州菲尼克斯市投资120亿美元建设一条5纳米生产线。

该公司最近计划再建五条生产线，其中包括一条最先进的 sub-3-nm 生产线。

三星电子也宣布将于明年开始量产 3nm 半导体。然而，台积电抢先一步，宣布在研发 1nm 核心技术方面取得突破。

在代工业务方面，三星电子仍远远落后于其全球竞争对手台积电。

根据市场研究公司 TrendForce 的数据，到2020年，台积电将以54%的市场份额位居全球代工市场之首，而三星电子的市场份额为17%，不到台积电的三分之一。