Fatti: A. L'11 luglio 2008 l'Ufficio federale delle strade (USTRA) ha inoltrato al Dipartimento federale dell'ambiente, dei trasporti, dell'energia e della comunicazione (DATEC), la richiesta di approvazione dei piani per la riorganizzazione dello svincolo autostradale di Mendrisio sulla A2, dal km 6.167 al km 10.32 (corsia Sud-Nord) e dal km 8.220 al km 6.167. Il progetto è stato pubblicato nel 2008. La sua realizzazione comporta l'espropriazione di numerosi fondi, in particolare quella in via definitiva di 396 m2e l'occupazione temporanea di 729 m2 di quello n. 1266 (di 11'477 m2) di Mendrisio, appartenente a A._SA, proprietaria di altri quattro fondi (per un totale di 35'438 m2), non oggetto di espropriazione. Tutti sono ubicati in località "Valera", nel comparto compreso tra la strada cantonale Mendrisio-Genestrerio, la linea ferroviaria Mendrisio-Stabio e la semiautostrada A 394 Mendrisio-Stabio. B. Il piano regolatore del 1983, che attribuiva il comparto "Valera" alla zona industriale J2 è decaduto ed è stato sostituto da quello del 2002; riguardo al fondo litigioso, il Consiglio di Stato non ha approvato la proposta di istituire una zona per il deposito di idrocarburi, imponendo l'elaborazione di una variante. Dal 2007 al 2014 il fondo, inedificato, si trovava in una zona di pianificazione comunale; per il comparto vigeva quindi un vuoto pianificatorio. Nella votazione popolare del 3 marzo 2013 è stata approvata la modifica del 15 giugno 2012 della LPT (art. 8, 8a, 15 e 38aLPT), che istituisce una moratoria sull'estensione delle zone edificabili e ne impone il ridimensionamento. C. Con decisione del 31 ottobre 2011, il DATEC ha evaso le opposizioni al progetto al senso dei considerandi e le domande di espropriazione, approvando i piani del progetto esecutivo. Nove opposizioni sono state trasmesse alla Commissione federale di stima del 13° Circondario (CFS). Questa decisione è stata confermata il 22 ottobre 2013 dal Tribunale amministrativo federale (TAF; sentenza A-6547/2011). D. Il 17 agosto 2012 il Presidente della CFS ha aperto la procedura di stima per l'acquisto dei diritti necessari alla realizzazione delle opere. Tranne un'eccezione, l'anticipata immissione in possesso è stata concessa da tutti gli espropriati. Durante l'udienza di conciliazione del 2 maggio 2013, l'USTRA, quale espropriante, per il fondo n. 1266 ha proposto l'indennità usuale per terreni agricoli di CHF 20.--/m2, mentre A._SA ne ha chiesto CHF 600.--/m2. Con decisione del 25 settembre 2015 la CFS, riferendosi a una sua precedente decisione del 22 febbraio 2013, confermata dal TAF il 23 luglio 2014 (sentenza A-1586/2013), fissato il "dies estimandi" al 2 maggio 2013, ha osservato che in quell'epoca il fondo era inserito nella scheda con grado di consolidamento intermedio del Piano direttore, che qualificava la zona come Polo di sviluppo economico (PSE). Ha quindi ritenuto che la stessa avrebbe potuto acquisire un carattere industriale e artigianale, fissando pertanto l'indennità a CHF 350.--/m2 per un totale di CHF 138'600.--. Con decisione del 19 dicembre 2017 il TAF, adito dall'USTRA, ne ha respinto il ricorso. E. Avverso questo giudizio la Confederazione Svizzera presenta un ricorso di diritto pubblico al Tribunale federale. Chiede, in via principale, di riformarla nel senso ch'essa dovrà versare a A._SA un'indennità per espropriazione fino a un massimo di CHF 20.--/m2, per complessivi CHF 10'692.--, subordinatamente di rinviare la causa al TAF per nuovo giudizio. La CFS e il TAF, rinviando alle proprie decisioni, rinunciano a presentare osservazioni. A._SA chiede la reiezione del gravame, mentre l'USTRA, richiamata una sentenza del Tribunale cantonale amministrativo del 18 luglio 2000 (incarto n. 52.1998.00181-190), rinuncia a esprimersi.