在当前全球半导体产业的竞技场上,2nm以下节点技术的争夺已经白热化。在这一关键的技术竞赛中,每一个细微的进步都可能导致行业的格局发生重大转变。在这样的背景下,台积电董事长魏哲家的密访行动显得尤为引人注目。
High-NA EUV光刻机竞赛提前打响按照半导体行业的摩尔定律,集成电路可容纳的晶体管数目,每隔18个月便会增加一倍,性能相应也增加一倍。台积电董事长刘德音最近在IEEE网站上署名发表文章,把半导体行业过去50年缩小芯片尺寸的努力比作“在隧道中行走”。如今距离摩尔定律的极限越来越近,行业已经走到隧道的尽头,半导体技术将变得更加难以发展,2nm将会是芯片巨头抢滩的关键一战。
相比于激进的英特尔,台积电却依旧“淡定”,公开表示其现拥有的低噪点EUV光刻机阵容可以支持生产到2026年。在前不久台积电举办的2024年北美技术论坛,台积电首次公布了A16制程工艺,并透露A16制程工艺不需要采用下一代High-NA EUV光刻机。
台积电让现有EUV发挥“余热”,通过提高生产效率的多重掩模和先进的基于纳米片的晶体管设计,找到了实现1.6nm的途径。尽管相对工艺步骤多、周期长、成本高,但采用高NA光刻机可能风险更大,台积电应是认为采用原有的EUV更为经济且可行,在成本和技术之间寻求了平衡。
台积电A16工艺将结合GAAFET与背面供电,以提升逻辑密度和能效。与N2P相比,A16工艺芯片预计在相同电压和复杂度下性能提升8%-10%,在相同频率和晶体管数量下功耗降低15%-20%,且密度将提升1.1倍。
在之前的2nm节点,台积电已全面导入GAAFET晶体管技术,因而其1.6nm工艺更突出的特征还在于背面供电。作为继工艺缩进、3D封装后第三个提高芯片晶体管密度和能效的革新之一,背面供电不仅是半导体工艺创新的重要发展方向之一,也成为先进工艺比拼的新“竞技场”。
行业反响与未来展望台积电先前一再表示,ASML的High-NA EUV太过昂贵,2026年前使用没有太大的经济效益,但日前台积电总裁魏哲家密访ASML总部,让外界不禁猜测,台积电是否改变心意。
消息人士指出,魏哲家缺席23日的台积电2024年技术论坛台湾场,于26日造访了ASML荷兰总部,以及工业雷射公司创浦(TRUMPF)的德国总部。
台积电似乎加入了追逐下一世代EUV设备之战。业界推断,魏哲家的到访,显示台积电想买High-NA EUV,此种设备对2纳米以下工艺极为关键。
台积电原本打算2026年下半量产1.6nm后,再导入High-NA EUV。理由是High-NA EUV 设备报价高达3.8亿美元,较EUV高出逾一倍,然而现在竞争对手英特尔和三星电子都已有所行动。
ASML去年底已出货首台High-NA EUV给英特尔,后者也是已知唯一一家已经完全组装High-NA系统的芯片制造商,它正紧随ASML的脚步,在俄勒冈州的D1X工厂投入运营自己的设备。英特尔计划将其EXE:5200 High-NA EUV用于研发目的,然后将其投入生产14A节点。
三星集团会长李在镕则已在4月亲访ASML关键伙伴蔡司的德国总部,拜会ASML CEO与蔡司CEO,以强化三方的半导体联盟。
ASML的这一进展不仅代表了10多年的研发和数十亿欧元投资的成果,也为未来几代工艺节点技术铺平了道路。尽管成本将是关键因素,但ASML显然已经在考虑如何使Hyper-NA定价方程式对其客户更具吸引力。
随着High-NA EUV光刻技术的不断成熟和Hyper-NA设备的研发,ASML在推动半导体行业进步方面发挥着重要作用。这些技术的突破将为芯片制造商提供更高效、成本效益更高的解决方案,进一步推动整个行业向前发展。
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