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AI芯片能效竞赛白热化:3纳米以下制程与存算一体架构齐突破

AI芯片能效竞赛白热化:3纳米以下制程与存算一体架构齐突破

2026年9月中旬,半导体行业围绕人工智能芯片的能效竞赛进入新阶段。随着大模型参数规模持续膨胀,推理与训练成本成为制约产业落地的关键瓶颈。近期,台积电2纳米制程正式进入量产阶段,三星电子宣布其2纳米级SF2工艺良率取得突破,英特尔则公布了Intel 18A制程在AI加速器上的能效数据。与此同时,存算一体架构在边缘推理场景实现商用落地,多家初创企业获得新一轮融资,行业呈现制程微缩与架构创新双线并进的态势。

2纳米制程量产落地,能效比成核心指标

据供应链消息,台积电2纳米制程已于2026年第三季度在新竹与高雄厂区同步量产,首批客户包括多家AI芯片设计公司。与3纳米制程相比,2纳米在相同功耗下性能提升约15%,相同频率下功耗降低约30%。分析师指出,这一能效提升对于数据中心级AI加速器尤为关键,因为电力供应与散热已成为超大规模数据中心的主要约束条件。

在芯片设计端,英伟达、AMD、英特尔等企业近期发布的新一代AI加速器均将能效比作为核心卖点。某头部厂商最新产品在MLPerf推理基准测试中,每瓦性能较上一代提升2.8倍。业内人士表示,随着模型规模从千亿级向万亿级迈进,单纯堆叠算力的模式难以为继,能效比正取代峰值算力成为客户采购的首要考量。

存算一体架构商用提速,边缘AI迎来新解法

在先进制程逼近物理极限的背景下,存算一体架构成为突破能效瓶颈的重要路径。2026年9月,多家初创企业宣布其基于存算一体技术的边缘AI芯片进入量产阶段,主要面向智能安防、工业质检、可穿戴设备等场景。这类芯片通过将计算单元嵌入存储阵列,大幅减少数据搬运带来的功耗开销,在特定推理任务上能效比可达传统架构的5至10倍。

政策层面,多国正加快先进封装与chiplet标准制定。国内相关部门近期发布指导意见,提出到2028年形成较为完善的chiplet互联标准体系,推动跨企业、跨环节的协同创新。分析师认为,chiplet与存算一体架构的结合,有望在不大幅依赖最先进制程的情况下,实现系统级能效的显著提升,为AI芯片产业开辟新的竞争维度。

综合来看,2026年AI芯片产业正从单一追求制程微缩,转向制程、架构、封装、软件协同优化的多维竞争。能效比成为贯穿全产业链的核心指标,推动材料、设备、设计工具等环节同步升级。对于下游应用企业而言,这意味着更低的部署成本与更广阔的落地空间,但同时也对系统级优化能力提出更高要求。未来一年,随着2纳米产能爬坡与存算一体方案规模化验证,AI芯片能效竞赛将进入更加激烈的阶段。