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​臺積電：3nm工藝明年量產

已有24033次閱讀2021-08-03標簽:
 
根據(jù)臺積電規(guī)劃，位于南科的晶圓18廠第1、2、3、4期是5nm生產基地；其中，第1、2、3期已經開始量產，4期興建中。晶圓18廠第5、6、7、8期是未來3nm生產基地。

針對外傳南科3nm廠昨天開始裝機作業(yè)，臺積電表示，不評論市場傳言，強調3nm廠依規(guī)劃時程進展，將如期于今年試產，明年下半年量產。

3nm進度超前，2nm將轉向GAA晶體管

 

在2021年國際固態(tài)電路會議（ISSCC 2021）開場線上專題演說時，臺積電董事長劉德音指出，臺積電3納米制程依計劃推進，甚至比預期還超前了一些，3納米及未來主要制程節(jié)點將如期推出并進入生產。臺積電3納米制程預計今年下半年試產，明年下半年進入量產。
 
劉德音在演說時雖未透露3納米進度會超前多少，但此一消息仍令市場感到振奮。
 
劉德音董事長以「釋放創(chuàng)新未來（Unleashing the Future of Innovation）」為演說主題，指出半導體制程微縮腳步并未減緩，摩爾定律仍然有效，臺積電3納米比預期進度超前，至于2納米之后的電晶體架構將轉向環(huán)繞閘極（GAA）的納片（nano-sheet）架構，而極紫外光（EUV）技術可支援到1納米。
 
劉德音指出，半導體整合每踏出成功的一步，都需要付出愈來愈多的努力，而半導體技術剛推出時，雖然只有少數(shù)人采用，但是最后成果會是由大眾享受，「臺積電制程及制造能力可以讓世界上多數(shù)人受益」。
 
臺積電2020年推出5納米制程并進入量產，與7納米相較，邏輯密度提升1.83倍，運算速度增加13％，運算功耗下降21％。臺積電預計2022年推出3納米制程，與5納米相較邏輯密度提升1.7倍，運算速度提升11％且運算功耗可減少27％。
 
劉德音也提及EUV微影技術的重要性與日俱增，他指出，EUV雖突破芯片尺寸限制，能使用較少層數(shù)的光罩，但產量仍是問題。相較于過去采用的浸潤式微影技術，EUV的功耗明顯提高，為此臺積電已在350W激光光源技術上獲得突破，可支援5納米量產，甚至能支援到更先進的1納米制程節(jié)點。
 
臺積電基于量產上的考量，5納米及3納米仍然采用鰭式場效電晶體（FinFET）架構，但在材料創(chuàng)新上有所突破，在5納米制程導入高遷移率通道（HMC）電晶體，將鍺（Ge）整合到電晶體的鰭片（fin）當中，導線也采用新一代的鈷及釕等材料來持續(xù)挑戰(zhàn)技術限制。至于2納米之后，臺積電將轉向采用GAA的納米片架構，提供比FinFET架構更多的靜電控制，改善芯片整體功耗。
 
臺積電日前宣布將在日本成立研發(fā)中心擴展3D IC材料研究，劉德音也提及臺積電在新材料上的技術創(chuàng)新，包括六方氮化硼（hBN）已接近實現(xiàn)量產，與臺灣學界團隊合作成功以大面積晶圓尺寸生長單晶氮化硼等。他也指出，系統(tǒng)整合是半導體未來發(fā)展方向，Chiplet（小芯片）是能讓技術朝向正確方向發(fā)展的關鍵，而臺積電的SoIC先進封裝技術可實現(xiàn)3D芯片堆疊。

英特爾、蘋果有望率先采用

 

據(jù)日本經濟新聞近日獲悉，美國蘋果和英特爾正在測試臺積電新一代制程技術，兩家美國企業(yè)將成為臺積電3納米技術最早采用的客戶群。

這顯示當美國政府正積極主導增加本土半導體制造時，臺積電的技術領先能力使其依然在美國公司供應鏈中扮演重要角色。
 
電路線寬越細，半導體的性能越高，但制造的難度和成本也將提高。根據(jù)臺積電之前指出，其3納米芯片與現(xiàn)在最尖端的5納米芯片相比，運算性能提高10～15％，耗電量則可以降低25～30％。
 
根據(jù)多位消息人士指出，蘋果與英特爾都在測試臺積電的3納米制程，最快芯片產出時間將落在明年下半年至后年初。首先搭載3納米制程的蘋果產品將是iPad, 至于明年上市的iPhone由于量產日程的原因，將采用5納米和3納米之間的4納米技術。
 
據(jù)了解，英特爾則至少開了兩個以上的3納米案子，包括個人計算機及數(shù)據(jù)中心的中央處理器。英特爾在過去數(shù)年由于自身半導體制程生產的延宕，被競爭對手包括美國超威半導體公司（AMD）及英偉達 (Nvidia) 奪走市場份額。產業(yè)人士表示，英特爾比競爭對手率先采用臺積電的3納米制程，在技術領先上或許可以收復失去的市場占有率，同時為自身爭取時間來重新成為晶圓制造技術的領先者。英特爾的CEO曾表示他的公司跟臺積電的關系就是既競爭又合作。
  
對于自主設計和制造的英特爾來說，與臺積電的合作將發(fā)揮在自研走上軌道之前的過渡作用。英特爾目前自主制造的7納米芯片量產時間推遲至2023年，落后于臺積電和韓國三星電子。采用10納米技術的最新服務器CPU的量產時程則從2021年底推遲至2022年第二季度。
 
英特爾接受日本經濟新聞的采訪時表示，在其2023年的產品規(guī)劃當中，確實與臺積電有合作產出的CPU產品，但并未提及用何種制造技術。臺積電則表示不會就個別客戶的計劃置評，蘋果并未回復置評要求。
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