晶圓代工龍頭臺積電,日前在美國加州圣荷西所舉行的年度技術(shù)研討會上,除了宣布將推出晶圓堆疊(WoW)的生產(chǎn)技術(shù),以及多項新型晶圓封裝技術(shù)之外,也在先進(jìn)制程的進(jìn)展上說明各項發(fā)展。其中包括7納米(7FF)制程將在2018年量產(chǎn),而將用EUV及紫外光技術(shù)的7納米強(qiáng)化版(7FF+)也將在2019年初量產(chǎn)。甚至,更先進(jìn)的5納米(5FF)制程也將在2020年正式生產(chǎn),而該制成節(jié)點也將會是臺積電第2個采用EUV技術(shù)的制程節(jié)點。
根據(jù)臺積電的說法指出,2018年量產(chǎn)的7納米制程,在年底前有50個以上的設(shè)計定案(tap out),其中包含了CPU、GPU、AI加速芯片、加密貨幣ASIC芯片、網(wǎng)絡(luò)芯片、游戲機(jī)芯片、5G通訊芯片、以及車用IC等等產(chǎn)品。而7納米制程與兩世代之前的16納米(16FF+)制程相較,能提供30%的效能提升,降低65%耗能,閘極密度則能提高70%以上。

至于,將制程提升到采用EUV技術(shù)的7納米強(qiáng)化版(7FF+)制程節(jié)點時,則能將閘極密度再提升20%、功耗再降10%,不過,在效能上顯然沒有完全的提升。原因是這新節(jié)點制程還不是完全的步驟,而且這些進(jìn)展都還需要使用新的標(biāo)準(zhǔn)單元(standard cells)來完成。目前,臺積電已經(jīng)將7納米強(qiáng)化版節(jié)點基礎(chǔ)IP進(jìn)行硅驗證。但是,其中的部分關(guān)鍵功能區(qū)塊還是要等到2018年底,或是到2019年初才能達(dá)到完成階段,包括28-112G serdes、嵌入式FPGA、HBM2與DDR 5介面。

而在到更先進(jìn)的5納米制程節(jié)點部分,臺積電表示,預(yù)計將在2019上半年展開風(fēng)險試產(chǎn),并且以手機(jī)與高性能運算芯片應(yīng)用為主要對象。臺積電進(jìn)一步強(qiáng)調(diào),相較于不采用EUV技術(shù)的7納米制程來說,5納米制程的閘極密度號稱可提高達(dá)1.8倍,功耗預(yù)期降低20%、效能則是約增加15%。而未來如果采用極低閾值電壓(ELTV)技術(shù),在效能提升方面有可能達(dá)到25%的水準(zhǔn)。不過,當(dāng)前臺積電并未提供ELTV技術(shù)的細(xì)節(jié)。

而就以上臺積電的說明可以看出,臺積電在接下來的先進(jìn)制程接點上,包括7納米加強(qiáng)版及5納米制程都將導(dǎo)入EUV技術(shù),才有可能達(dá)到產(chǎn)品的品質(zhì)與生產(chǎn)目標(biāo)。因此,在臺積電投資超過新臺幣7,000億元于南科設(shè)立的晶圓18廠廠區(qū)中,將會大量的導(dǎo)入EUV設(shè)備。不過,對此臺積電也坦承,目前他們的EUV光源的平均每日功率水準(zhǔn)僅為145W,不足以用于商業(yè)用途。而藉由某些工具的輔助,可使得EUV的功率提升至250W,而臺積電的目標(biāo)則是在2019年能將EUV的功率提升到能進(jìn)行大量生產(chǎn)的300W水準(zhǔn)。
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