FinFET/3D IC催馬力 半導體業引爆投資熱潮

作者: 蘇宇庭
2014 年 09 月 09 日

鰭式場效電晶體(FinFET)及三維積體電路(3D IC)引爆半導體業投資熱潮。行動裝置與物聯網(IoT)市場快速成長,不僅加速半導體製程技術創新,晶圓廠、設備廠等業者亦加足馬力轉往3D架構及FinFET製程邁進,掀動半導體產業龐大的設備與材料投資風潮。



應用材料集團副總裁暨台灣區總裁余定陸表示,3D IC及FinFET製程將持續引爆半導體業的投資熱潮,亦促使創新的設備材料陸續問世。



應用材料(Applied Materials)集團副總裁暨台灣區總裁余定陸表示,隨著行動裝置的功能推陳出新,及聯網裝置數量急遽增加,數據資料因而同步出現爆炸性成長,驅動物聯網、巨量資料(Big Data)等應用熱潮;而為儲存與傳輸這些龐大資料,晶片架構設計亦逐步轉變。


余定陸進一步分析,傳統晶片的2D架構受限於電晶體密度難以繼續提高,未來將不敷使用,因此半導體業已加速轉向能容納更高密度電晶體的3D架構設計;如3D NAND因具備單一面積有更多儲存位元的優勢,許多製造商正加速布局此一技術之發展,預期2015年3D NAND市場的資本支出將持續上揚。


此外,28與20奈米製程日趨成熟,以及FinFET製程可望在2015年進入量產,因此余定陸預期,晶圓代工廠將持續擴大資本支出;以2014年為例,晶圓廠的設備支出即可望增加10~20%。


另一方面,3D架構及先進製程發展,亦將促使半導體設備材料持續改朝換代。余定陸表示,過去半導體材料主要用到銅(Copper)、低介電材料(Low-k)、氮化物(Nitride)等三種元素以及微影製程(Lithography),不過隨著3D電晶體架構世代來臨,傳統材料將不敷使用,而晶圓廠投資於微影製程設備的平均資本支出,亦將從過去的45%下降至15%,取而代之的是陸續問世的新型態精密材料工程技術,將在3D IC世代中扮演重要的角色。


事實上,應用材料已於日前推出物理氣相沉積(PVD)系統–Endura Ventura。據了解,3D立體堆疊要求矽穿孔(TSV)的通孔深寬比須大於10:1,而Ventura系統具備更高的深寬比矽穿孔製程實力,在製造阻障層和晶種層上,比傳統銅導線PVD系統,最多可節省50%的成本。


另一方面,Ventura系統的離子化PVD技術也能確保阻障層和晶種層的完整性,有助提高間隙填充及導線的可靠度,與3D晶片製程良率。這些技術研發大幅改善離子的方向性,提供超薄、連續和均勻且深入孔洞的金屬鍍層,達到矽穿孔製程所追求的無空洞填充(Void-free Fill)要求。隨著Ventura系統的推出,應用材料對於晶圓級封裝(WLP)應用的設備更形完備,這些應用包括矽穿孔、重布線路層(RDL)和凸塊製程(Bump)等。

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