特斯拉AI5芯片完成流片，采用三星2纳米制程

7月13日，三星晶圆代工首席工程师James Kim在LinkedIn发布消息称，特斯拉新一代自动驾驶AI5处理器已成功流片（Tape-out），将运用三星尖端2纳米工艺，在位于美国得克萨斯州的泰勒工厂制造。尽管该帖文在引起媒体注意后已被移除，但这一进展暗示三星2纳米工艺良率可能已迈过关键关卡，也代表特斯拉“双代工”模式步入实际生产阶段。

（James Kim的爆料原文）

AI5芯片：为“实体AI”定制

AI5是特斯拉第五代自主研发人工智能处理器，定位于边缘推理专用芯片，主要用于全自动驾驶（FSD）、人形机器人Optimus以及特斯拉AI超级运算集群。

（特斯拉AI5芯片）

根据马斯克先前透露及行业拆解估算，AI5核心参数如下：

算力：单颗芯片有效算力（INT8等效）约2000-2500 TOPS，约为现款AI4（HW4）双芯片系统的5倍；原始算力提升约8倍。

内存：容量约144GB，为AI4的9倍；带宽约1920 GB/s，为AI4的5倍。

架构：采用“半光罩”尺寸设计，移除传统GPU中的图像信号处理器（ISP）等多余模块，全芯片转为AI推理加速器，针对Transformer引擎深度调优。

封装：采用环绕式封装设计，中央为大型计算核心裸片，周围排列12颗SK海力士DRAM内存模块，缩短计算单元与存储间的物理距离，降低延迟。

马斯克曾表示，AI5单芯片性能对标英伟达Hopper层级，双芯片并联则接近Blackwell层级，但成本与功耗显著更低，在特斯拉特定工作负载下推理成本可比英伟达方案低10倍。

值得留意的是，AI5短期内不会率先搭载于特斯拉汽车。马斯克在2026年第一季度财报会上确认，AI5最初将用于擎天柱人形机器人和AI超级运算集群，汽车端将继续使用升级后的AI4.1（配备翻倍内存与更高带宽），AI5只有在AI4继续生产变得不切实际后才会装车。

双代工策略

特斯拉并未将AI5押注于单一供应商。2025年11月，马斯克在X平台发文指出，AI5团队已分别向三星和台积电提交了芯片设计，两家代工厂将设计转化为实体电路的方式不同，因此双方制造的AI5芯片版本会存在细微差异，但特斯拉的目标是让AI软件在不同版本芯片上实现完全一致的执行效果。

在2025年第三季度财报电话会议上，马斯克进一步阐述称：“让三星和台积电都聚焦AI5非常有道理，且两边都在美国本土进行芯片制造（台积电亚利桑那工厂、三星得州工厂），公司希望从一开始就有AI5的过量供应。”

从时间线来看，台积电早于三星数月就完成了AI5的流片。今年4月，马斯克曾在X平台展示过AI5芯片的首颗样品，并明确表示该处理器会同时在台积电和三星两地制造。

为何选择三星？

在“台积电+三星”的双代工格局中，特斯拉选择三星并非简单的产能备份，而是基于以下三重核心考量：

地缘与地理优势

三星泰勒（Taylor）工厂位于美国得克萨斯州，距离特斯拉总部和得州超级工厂不远。马斯克曾公开表示要“亲自督战”，这种近距离便于特斯拉深度参与生产过程，及时解决技术问题。同时，美国本土生产契合“芯片制造回流”政策导向，有助于降低地缘政治风险。

（三星泰勒工厂）

成本与长约锁定

分析师普遍认为三星报价具备一定竞争力，对于特斯拉计划数十万乃至数百万颗级别的芯片采购而言，成本差异极为可观。2025年7月，三星披露已与特斯拉签署价值约165亿美元的长期代工协议，合同期限至2033年12月31日，提前锁定未来产能，避免重蹈单一供应商产能瓶颈的覆辙。

既有合作叠加工艺突破

三星已承担特斯拉上一代AI4芯片的部分生产，双方在供应链协同上已有成熟经验。更关键的是，三星2纳米工艺良率近两个季度实现快速爬坡，已突破60%门槛，基本追平台积电60%至70%的水平，证明其已具备承接AI5大批量订单的制造能力。这一工艺突破是特斯拉敢将AI5交给三星2纳米产线的决定性因素。

2纳米工艺：GAA架构与良率爬坡

三星为AI5配备的是其最先进的2纳米级工艺，这一节点被视为半导体制造的重要分水岭。

从FinFET到GAA的架构跃迁

2纳米工艺全面采用全环绕栅极（Gate-All-Around, GAA）晶体管结构，取代自22纳米以来沿用的鳍式场效应晶体管（FinFET）。GAA通过栅极完全环绕纳米片沟道，提升对导电通道的控制能力，可有效降低操作电压、减少漏电流，从而改善功耗与性能。

（FinFET和GAA结构示意图）

然而，GAA的制造难度呈指数级上升。纳米片堆叠、高K金属栅极环绕、刻蚀与沉积精度要求远超FinFET，工艺步骤包括超晶格结构外延、沟道释放、环形触点成型等，每一步都对设备与材料提出极限挑战。

良率：从20%到60%的艰难跨越

良率是2纳米工艺最大的“拦路虎”。据韩媒报道，三星2纳米GAA工艺良率曾在2024年下半年仅约20%，甚至一度传出GAA良率仅10%-20%的悲观评估，导致泰勒工厂量产计划从2024年底推迟至2026年。

但近两个季度以来，三星2纳米良率实现快速爬坡，已突破60%门槛，基本追平台积电60%-70%的水平。这一突破被视为三星能够承接特斯拉大批量订单的关键前提。

2027年才是关键节点

尽管流片完成标志着AI5从设计走向制造，但距离大规模装车仍有较长周期。

马斯克在2025年11月明确指出，2026年可能会有AI5样品和小规模生产部署，但大规模量产要到2027年才能实现。

（马斯克2025年11月在X平台上的发文）

更具体地说，马斯克强调特斯拉需要“数十万块完整的AI5芯片”才能完成整车生产线的切换，而这一产量要到2027年中期才能达成。

三星泰勒工厂预计2026年下半年开始试产，2027年启动大规模量产。这意味着，AI5的真正规模化应用仍需等待至少一年以上的产能爬坡与认证周期。

责编：Leon

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