三星、台积电 10 奈米技术量产,7 奈米制程战火持续升高!而且随着关键的微影技术来到瓶颈,7 奈米制程技术也变成新一轮制程技术的关键之战。
除了三星在去年年中传出急购 EUV 机台,力拼 2017 年底量产 7 奈米,台积电在上周 12 日法说会首度明确指出,在 7 奈米制程第二年,就会导入 EUV 减少光罩层数,至 5 奈米制程全面采用 EUV。台积电总经理暨共同首席执行官刘德音曾透露,10 奈米与 7 奈米将有 95% 设备是共用,也因此台积电此前表明,至 5 奈米才会正式转进 EUV,现在三星、台积电在 7 奈米将一前一后用上 EUV,先进制程也正式宣告进入新一阶段技术竞赛。
随着先进制程来到 10 奈米以下,制程微缩瓶颈一一浮现,尤其是制程中难度最高的微影技术,目前主流多采用 193 奈米浸润式微影技术,但从 65 奈米制程到现在一路突破物理极限至目前 10 奈米,面临的不只是物理上的瓶颈,愈来愈复杂的图形造成曝光次数增加,光罩成本也跟着倍增。摩尔定律价格不变,积体电路上可容纳的晶体管数量每隔 18~24 个月会增加一倍的目标变得窒碍难行,极紫外光(EUV)微影就被视为摩尔定律能持续往下走的关键。
EUV 先前因光源强度与生产量未达经济效益,迟迟未能量产。据目前 EUV 设备制造商艾司摩尔(ASML)在去年 11 月 EUVL Workshops 透露的进度,EUV 光源强度已能达到 125W,预计 2018 年能达到光源强度 250W,可支持每小时生产 125 片晶圆的量产目标。届时三星与台积电正好走至 7 奈米制程。距离台积电 2020 年 5 奈米量产,EUV 或许更能接近浸润式微影设备每小时能生产逾 200 片晶圆的生产效益。
晶圆制造商先前已陆续安装 EUV 进行试产,三星在 2015 年 7 月即携 IBM,利用 EUV 打造 7 奈米芯片原型,2016 年中再有消息指出,三星砸重金采购新的 NXE 3400 EUV 机台,将于 7 奈米就导入 EUV 技术以力抗台积电等对手。而台积电先前即拥有两台 NXE 3300 EUV 设备,据悉在今年第一季又再引进了两台 NXE 3400,另外,有消息指出,艾司摩尔大客户英特尔在 7 奈米同样有意导入 EUV。从艾司摩尔 18 日的最新数据,加上 2016 年第四季再获得的 4 台订单,目前 EUV 设备累积订单数量已达 18 台。
然 EUV 机台并不便宜,一台 EUV 光刻机要价逾 1 亿美元,是其他微影技术设备金额的两倍,这场制程竞赛,比技术也比银两,竞争门槛跟着愈垫愈高。
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- TSMC to Adopt Extreme Ultraviolet at 5nm
(首图来源:科技新报)
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