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台積3奈米進度超前 預計2022量產

台積電在近期展開的國際固態電路研討會ISSCC 2021中,由董事長劉德音表示3nm製程技術進度超前,預計會在今年下半年進入試產,並且在2022年正式用於量產。

晶圓代工龍頭台積電報喜!董事長劉德音近日受邀於2021年國際固態電路會議(ISSCC 2021)開場線上專題演說時指出,台積電3奈米製程依計畫推進,甚至比預期還超前了一些,3奈米及未來主要製程節點將如期推出並進入生產。台積電3奈米製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奈米進度會超前多少,但此一消息仍令市場感到振奮。

劉德音以「釋放創新未來(Unleashing the Future of Innovation)」為演說主題,指出半導體製程微縮腳步並未減緩,摩爾定律仍然有效,台積電3奈米比預期進度超前,至於2奈米之後的電晶體架構將轉向環繞閘極(GAA)的奈米片(nano-sheet)架構,而極紫外光(EUV)技術可支援到1奈米。

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,雖然只有少數人採用,但最後成果會是由大眾享受,「台積電製程及製造能力可以讓世界上多數人受益」。

台積電2020年推出5奈米製程並進入量產,與7奈米相較,邏輯密度提升1.83倍,運算速度增加13%,運算功耗下降21%。台積電預計2022年推出3奈米製程,與5奈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雖突破晶片尺寸限制,能使用較少層數的光罩,但產量仍是問題。相較於過去採用的浸潤式微影技術,EUV的功耗明顯提高,為此台積電已在350W雷射光源技術上獲得突破,可支援5奈米量產,甚至能支援到更先進的1奈米製程節點。

台積電基於量產上的考量,5奈米及3奈米仍然採用鰭式場效電晶體(FinFET)架構,但在材料創新上有所突破,在5奈米製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,導線也採用新一代的鈷及釕等材料來持續挑戰技術限制。至於2奈米之後,台積電將轉向採用GAA的奈米片架構,提供比FinFET架構更多的靜電控制,改善晶片整體功耗。

台積電日前宣布將在日本成立研發中心擴展3D IC材料研究,劉德音也提及台積電在新材料上的技術創新,包括六方氮化硼(hBN)已接近實現量產,與台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,系統整合是半導體未來發展方向,Chiplet(小晶片)是能讓技術朝向正確方向發展的關鍵,而台積電的SoIC先進封裝技術可實現3D晶片堆疊。

圖片來源:工商時報
引用來源:工商時報