台积电于2026年5月14日在新竹举办年度技术论坛，公布其名为“三层蛋糕”的AI芯片架构理念，由高级副总裁兼联合运营长张晓强介绍 [1, 2, 3, 4]。该架构涵盖晶体管计算、先进封装以及高速互连三大硬件层面，旨在推动AI芯片性能提升。张晓强指出，随着代理型AI时代的加速到来，“未来台下坐的可能不再是各位伙伴，而是大家派出的AI代理人代为参与并回去撰写报告” [1]。
三层蛋糕概念基于英伟达CEO黄仁勋提出的五层蛋糕AI生态理论，但更聚焦于芯片硬件结构 [1, 2, 3]。台积电正推进2纳米纳米片晶体管工艺，预计2026年下半年批量生产，搭载该工艺的旗舰智能手机也将同期上市 [1, 2, 3]。迄今台积电已确认约25项2纳米工艺产品设计，并有超过70家客户正在规划或设计相关产品 [3]。
在先进封装方面，台积电重点发展SoIC和3D芯片堆叠技术，力图将DRAM直接叠加于运算芯片上，解决内存墙瓶颈问题 [1, 2]。高速互连则采用称为COUPE（Compact Universal Photonic Engine）的硅光技术，旨在替代铜线互连，显著减少信号延迟和功耗。张晓强表示“电子无可匹敌；但谈到讯号传输，光子则更胜一筹” [2]。COUPE技术初期已达四倍功耗效率提升和90%延迟降低，未来目标达到十倍功耗效率和95%延迟降低 [2]。
台积电预测，2026年全球半导体收入将超过一万亿美元，远超先前预期，预计2030年AI和高性能计算芯片将在市场占比中贡献40%至55%，超过移动设备20%的份额 [1, 3]。张晓强称，AI的应用将从数据中心扩展至手机、电脑和汽车电子等边缘设备，后者需千兆级算力实现自动驾驶5级标准 [1, 2]。台积电的代工模式被认为是AI芯片创新的关键，帮助客户专注设计，自己负责复杂制造和封装工艺 [1]。
投资者和分析师指出，台积电技术升级推动供应链机遇，例如上市公司精材（3374）和昇阳半导体（8028）因2纳米制程需求受益明显。金融分析师何金城表示：“这宣告了共同封装光学元件（CPO）产品即将量产” [4]。不过他同时警示市场波动加剧，建议投资者聚焦基本面，谨慎操作半导体相关股票 [4]。
根据台积电规划，2纳米工艺芯片将在2026年下半年实现量产应用，相关旗舰智能手机也将随之上市。随后，台积电计划于2028年发布2纳米N2X变体，2029年实现A13工艺及具超强电迁移抑制技术的A12工艺量产 [3]。
