先進製程衝第一 台積電16/10奈米搶先開火

作者: 黃耀瑋
2012 年 09 月 07 日

台積電先進製程布局火力全開。除20奈米(nm)已先行導入試產外,台積電2013~2015年還將進一步採用鰭式場效應晶體(FinFET)技術,打造16、10奈米製程;同時亦可望推出18吋(450mm)晶圓樣品製造設備,全力防堵三星(Samsung)及格羅方德(GLOBALFOUNDRIES)追趕。
 


台積電執行副總經理暨共同營運長劉德音表示,台積電正致力於構建完整的半導體產業生態系統,從而加速產業技術創新。





台積電執行副總經理暨共同營運長劉德音表示,擴增實境(Augmented Reality, AR)、行動匯流(Mobile Convergence)、無所不在的連結(Ubiquitous Connectivity)、雲端運算和物聯網(IoT)五大發展趨勢興起,半導體產業在製程、IC設計、電源管理與軟體服務方面均要革新。其中,晶圓製程演進更至為關鍵,將有助業界設計高效能與低功耗兼具的半導體解決方案,以依循摩爾定律(Moore’s Law)腳步。
 



劉德音指出,台積電已擬定一套完整作戰計畫,強攻20奈米以下先進製程,並規畫旗下超大晶圓(GIGAFAB)12和14廠全力衝刺20、16及10奈米晶圓產能。目前,基於高介電常數金屬閘極(HKMG)的20奈米製程正展開試產,並將於今年底前展示具體市場成果;下一階段則將在2013年部署FinFET 16奈米製程,並於2014年商用量產。
 



至於10奈米方面,台積電亦選定FinFET技術做為基石,並將導入極紫外光(EUV)混搭雙重曝光(Double Patterning)的生產模式,同時擷取兩種製程優勢,加速晶圓產出時程和降低開銷。
 



台積電研發副總林本堅分析,晶圓代工業者原先規畫在20奈米世代就引進EUV微影製程;然而,EUV生產成本驚人且相關設備至今難產,遂導致製程技術發展延宕。預計在2015年步入10奈米世代後,才會突顯出EUV技術的必要性。
 



值得一提的是,台積電綜合製造成本與客戶需求考量,同一片10奈米晶圓部分製程仍將沿用雙重曝光方式。林本堅指出,雖然EUV僅須曝光一次,生產效率高,但機台昂貴將加重生產成本;因此,在不同的光罩層搭配雙重曝光技術,方能改善成本結構加速商用。
 



至於10奈米以下製程,林本堅認為,屆時EUV技術將更臻成熟,成本也大有改進,更適合用來提升10奈米以下晶圓生產效率。不過,到時候多重電子束(Multi E-Beam)也可望突破技術桎梏,成為晶圓代工業者另一個選擇;台積電將密切觀察兩項技術進展,並審慎評估生產效益,擇其一切入7奈米製程研發。
 



在此同時,台積電亦揭櫫2013~2018年18吋晶圓發展的階段性目標。台積電十二吋廠營運副總經理王建光透露,該公司最快將於2013~2014年推出18吋晶圓樣品製造工具,隨後於2015年提供測試設備(Demo Tool);整段18吋晶圓產線則預定在2016~2017年完成,並於2018年正式啟動量產。
 



顯而易見,台積電今年積極參與G450C聯合組織(Global 450 Consortium),並大灑銀彈入股半導體設備大廠–艾司摩爾(ASML),分頭從18吋晶圓製程標準、機台研發方向著手,成效已逐漸浮現。
 



王建光強調,除與國際大廠協商18吋晶圓發展共識外,台積電也戮力拉攏台灣半導體材料、設備、電子設計自動化(EDA)與封測服務供應商,開發一套獨特18吋晶圓製作模式,實現差異化布局。2018年後,FinFET 10奈米將以18吋晶圓形式產出,大幅縮減晶片成本與功耗;同時降低晶圓製作過程中的水、電營運開支,進一步強化台積電的市場競爭力。

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