一文看懂臺積電的技術(shù)布局

IM2MakerOpr 5年前 (2020-08-28)

一起看臺積電的多項技術(shù)布局和未來發(fā)展方向。

本文轉(zhuǎn)載自公眾號:半導(dǎo)體行業(yè)觀察(ID:icbank)

臺積電是全球領(lǐng)先的晶圓代工廠,這是一個不爭的事實。

根據(jù)集邦咨詢的最新數(shù)據(jù)預(yù)測,受惠于5G建設(shè)持續(xù)部署、高效能運(yùn)算和遠(yuǎn)程辦公教學(xué)的CPU、GPU等強(qiáng)勁需求,臺積電產(chǎn)能維持滿載,二公司在2020年第三季的營收預(yù)計將增長21%,繼續(xù)穩(wěn)坐晶圓代工龍頭的位置。從集邦咨詢提供的數(shù)據(jù)可以看到,屆時臺積電的市場份額將高達(dá)52.9%,遙遙領(lǐng)先于排在后面的競爭對手。能獲得這樣的表現(xiàn),與他們在技術(shù)方面的多維布局有莫大的關(guān)系。

日前,臺積電舉辦了線上技術(shù)大會,揭開了公司多項技術(shù)布局和未來發(fā)展方向。

3nm進(jìn)度及未來晶體管和材料的發(fā)展

在技術(shù)大會上,臺積電資深副總裁,業(yè)務(wù)開發(fā)張曉強(qiáng)首先做了一個演講,介紹了臺積電技術(shù)的發(fā)展規(guī)劃和對半導(dǎo)體技術(shù)未來的看法。

張曉強(qiáng)指出,半導(dǎo)體工藝的發(fā)展越來越復(fù)雜,臺積電的研發(fā)也日益增加。在2019年,臺積電的研發(fā)投入達(dá)到了30億美金,只有這樣持續(xù)的投入,才能保證我們的半導(dǎo)體技術(shù)能持續(xù)發(fā)展。張曉強(qiáng)同時還強(qiáng)調(diào),臺積電目前正在建設(shè)一個新的研發(fā)中心,在這個中心內(nèi)將會有一個全球最先進(jìn)的研發(fā)生產(chǎn)線。2021年,新的研發(fā)中心將容納八千人的工程師,一起開發(fā)未來的半導(dǎo)體工藝。

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接下來,我們來談一下臺積電的先進(jìn)工藝。首先要談的是7nm工藝。

張曉強(qiáng)表示,在2017年,臺積電領(lǐng)先業(yè)界,首先進(jìn)入7nm時代,這個工藝在今天也成為了AI和HPC的中堅節(jié)點。到目前為止,臺積電已經(jīng)在這個節(jié)點上獲得了超過120個NTO,這些NTO很快將會投入量產(chǎn),而到本年末,NTO數(shù)量將會突破兩百個。截止到今天,臺積電已經(jīng)生產(chǎn)了超過10億顆7nm芯片。在7nm時代,臺積電還率先推出了使用EUV技術(shù)的7nm+工藝。臺積電在這方面也有多年的研發(fā)經(jīng)驗,并成為業(yè)內(nèi)第一個把EUV投入量產(chǎn)的企業(yè)。

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在去年下半年,我們推出了6nm工藝,希望用更先進(jìn)的工藝來實現(xiàn)更高的邏輯密度,這個平臺的另一個特點就在于其與7nm工藝平臺的兼容性,這樣的話客戶就很容易把7nm的設(shè)計移植到6nm。目前,這個工藝已經(jīng)開始試產(chǎn)了。

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2020年,臺積電開發(fā)工藝的另一個里程碑是5nm的量產(chǎn),與7nm相比,新工藝的速度提升了15%,功耗降低了30%,而邏輯密度則是前者的1.8倍。在良率方面,新工藝的進(jìn)展也非常順利。其D0已經(jīng)超越了同時期的7nm。

與此同期,我們還推出了增強(qiáng)版的N5P工藝制程,把晶體管的速度了5%,還帶來了10%的功耗降低,這將給HPC帶來新的機(jī)會。

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張曉強(qiáng)在會上表示,臺積電還基于N5的平臺推出了一個N4工藝,新工藝的速度、功耗和密度都有了改善。而其最大的優(yōu)勢同樣是在于其與N5兼容的設(shè)計規(guī)則、SPICE和IP。這樣的話,使用5nm工藝設(shè)計的產(chǎn)品能夠輕易地轉(zhuǎn)移到4nm的平臺上來。這也能保證臺積電客戶在每一代的投資,都能獲得更好的效益。N4試產(chǎn)將在2021年第四季度,而量產(chǎn)將會在2022年實現(xiàn)。

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從張曉強(qiáng)的介紹我們得知,臺積電目前最新的工藝是3nn工藝,在這代工藝上,臺積電繼續(xù)采用FinFET晶圓管。這主要是臺積電基于兩方面的考量,做出的決定:一方面,我們的研發(fā)團(tuán)隊通過不斷創(chuàng)新,用新的方式把FinFET的性能提升到一個新的高度;另一方面,我們希望能夠客戶能夠可以盡快升級其技術(shù),獲得更優(yōu)的體驗。

“基于這兩點考量,我們在3nm工藝上,將繼續(xù)使用FinFET,而這一點工藝將在性能、功耗和密度上也會有明顯的提升”,張曉強(qiáng)說。如下圖所說,與5nm相比,臺積電的3nm的速度將提升10%到15%,功耗將提升25%到30%,邏輯密度將是前者的1.7倍,SRAM密度也將能提升20%,就連模擬密度也提升了10%。根據(jù)臺積電規(guī)劃,3nm工藝將在2022年下半年進(jìn)行量產(chǎn)。

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在講述了臺積電目前的規(guī)劃和量產(chǎn)時間點后,張曉強(qiáng)分享了臺積電對工藝技術(shù)未來發(fā)展的看法和他們的一些技術(shù)研究成果。

張曉強(qiáng)指出,晶體管是半導(dǎo)體技術(shù)的核心,是上世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一。而經(jīng)過過去數(shù)十年的演變,晶體管已經(jīng)從平面走向了3D。他表示,雖然我們現(xiàn)在的芯片還被成為硅芯片,但現(xiàn)在已經(jīng)有越來越多的半導(dǎo)體材料被住入到先進(jìn)工藝的芯片中,以改善提高半導(dǎo)體的質(zhì)量和穩(wěn)定性。張曉強(qiáng)表示,在未來,一些新的2D材料和硫化物,以及NANO SHEET架構(gòu)等選擇,將會成為未來芯片性能提升的潛在解決方案。

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來到臺積電方面,據(jù)張曉強(qiáng)介紹,他們在nanosheet方面已經(jīng)有超過15年的研發(fā)經(jīng)驗。從下圖左圖可以看到臺積電目前能做到的nanosheet構(gòu)造。這種設(shè)計能大大改善晶體管的質(zhì)量,這在低電壓的場景下,效果更為明顯。“我們已經(jīng)成功生產(chǎn)出了32 Mb nano-sheet的SRAM”,張曉強(qiáng)說。其在低電壓上的表現(xiàn),能為未來的低功耗因公提供廣泛的支持。

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來到2D材料方面,張曉強(qiáng)表示,臺積電認(rèn)為包括硫化鉬和硫化鎢在內(nèi)的的一系列硫化材料顯示出非常好的特性。能符合未來的小節(jié)點的溝道各種需求。從下圖右可以看到,臺積電基于硫化物2D材料獲得了歷史新高的On-current。

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張曉強(qiáng)進(jìn)一步指出,在芯片未來的設(shè)計,電源管理變得越來越重要,而在傳統(tǒng)的設(shè)計中,一般會使用一個叫做Power Gating的晶體管來控制電流的開關(guān),這個晶體管目前的設(shè)計是將其放置在硅襯底上,這就必然帶來了極大的功耗浪費。而臺積電的研發(fā)團(tuán)隊則成功的把碳納米管嵌入到一個CMOS的設(shè)計中,用來實現(xiàn)Power Gating的作用,這成功解決了上述的問題。也給未來的應(yīng)用帶來了新的機(jī)會,縮小了面積,這將給未來的微縮提供新的思路。

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在EUV方面,臺積電已經(jīng)進(jìn)行了深入的研究,公司也跟ASML等多個公司合作,推進(jìn)EUV的商用,目前公司在EUV的OPC、光罩和光阻等多個方面都有投入。

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目前,臺積電在EUV方面有了一個創(chuàng)舉,通過他們的實現(xiàn),獲得了業(yè)界最小的mental pitch。這對于未來的晶體管的微縮,是非常重要的。

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我們知道,現(xiàn)在的芯片越來越復(fù)雜,工藝的開發(fā)跟芯片設(shè)計的結(jié)合也變得越來越重要,為此臺積電的工藝開發(fā)和設(shè)計隊伍一起工作,推動DTCO的發(fā)展,臺積電在這方面也獲得了優(yōu)越的成績。這對推動未來芯片的發(fā)展同樣重要。

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張曉強(qiáng)指出,未來的半導(dǎo)體發(fā)展不應(yīng)該只關(guān)注晶體管電流,在速度方面提升方面面臨的挑戰(zhàn)還來自電阻和電容,這兩方面如果不能提升,將會影響晶體管的繼續(xù)微縮,臺積電在這方面也做了大量的研發(fā)工作。

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先看晶體管方面,我們知道晶體管有一個重要的元件,叫做“gate t0 drain”,這部分變得非常重要。對晶體管的質(zhì)量有重要的影響,臺積電通過一個創(chuàng)新技術(shù)將其降低。

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在未來的晶體管設(shè)計中,后端的RC delay變得非常重要,臺積電在這方面也有深入的研究。而這些技術(shù)也都會微未來的晶體管微縮提供重要貢獻(xiàn)。

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“臺積電未來將會持續(xù)從研發(fā)、投資和創(chuàng)新三方面入手,推動新技術(shù)的開發(fā),把最先進(jìn)的工藝和最領(lǐng)先的技術(shù)帶給我們的客戶,讓我們的客戶打造創(chuàng)新的產(chǎn)品。一起創(chuàng)造更美好的半導(dǎo)體未來”,張曉強(qiáng)最后說。

臺積電的先進(jìn)封裝規(guī)劃

眾所周知,因為受到硅材料本身和技術(shù)的限制,摩爾定律接近失效,而過去以微縮晶體,提高單位面積晶體管密度來提高芯片性能的方法以及逐漸失效。為此,臺積電開發(fā)出了多項前段和后段的3D封裝技術(shù),以推動芯片性能的提升。在日前的技術(shù)大會上,臺積電副總裁,研究發(fā)展余振華分享了臺積電在先進(jìn)封裝上面的一些發(fā)展現(xiàn)狀和未來規(guī)劃。他首先指出,現(xiàn)在臺積電推出了一個晶圓級系統(tǒng)集成平臺技術(shù)。

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在他看來,這是一個破壞式創(chuàng)新的技術(shù)平臺,當(dāng)中包含了CoWoS和InFo這兩個被稱為先進(jìn)后段3D的技術(shù)。余振華指出,這個技術(shù)從推出到現(xiàn)在,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到智能手機(jī)、數(shù)據(jù)中心、人工智能訓(xùn)練與超級電腦等超過一百種產(chǎn)品以上,實現(xiàn)了系統(tǒng)的創(chuàng)新;在這個平臺上,還包括了一個相對比較新,但更具有彈性的SOIC 3D堆疊技術(shù),這是在芯片制造的前端實現(xiàn)。通過這項技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)芯片之間更緊密的連接,協(xié)助摩爾定律的延續(xù)。

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“受益于前段3D和后段3D的創(chuàng)新,臺積電能夠提供產(chǎn)業(yè)界最先進(jìn)的異構(gòu)系統(tǒng)整合平臺,在滿足當(dāng)前應(yīng)用發(fā)展需求,還能延續(xù)技術(shù)創(chuàng)新”,余振華表示。與此同時,臺積電宣布了全新的3D Fabric,以其代表臺積電先進(jìn)的系統(tǒng)級晶圓集成平臺。在余振華看來,新的命名能簡單表達(dá)制程整合的次序。例如前段整合,分別展現(xiàn)了芯片堆疊在晶圓、或者晶圓堆疊在晶圓上面。而在過去的一年中,臺積電在這些技術(shù)上面取得了長足的進(jìn)展。

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首先看SOIC方面,在這方面,臺積電采用了自己研發(fā)的高性能技術(shù),以最近的距離整合芯片,達(dá)到高頻寬、高功效和緊密堆疊的效果。SOIC同時還能提供極具彈性的堆疊方式。如F2F、F2B,CoW、WoW、LoL以及LOM等等,這些堆疊方式不但能夠滿足廣泛的應(yīng)用需求,還能達(dá)到長期的技術(shù)演進(jìn)目標(biāo)。

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余振華進(jìn)一步指出,在我們進(jìn)行3D堆疊時,對系統(tǒng)的散熱會提出更高的需求,從下圖我們可以看到相關(guān)散熱效果對比.由此圖可以看到愛幾點SoIC技術(shù)在散熱方面的優(yōu)勢。從臺積電提供的數(shù)據(jù)可以看到,這個提升高達(dá)35%。

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而在SoIC的驗證部分,如下圖所示,SOIC都能通過驗證,且有良好的表現(xiàn)。

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而在Design Rules的Roadmap方面,臺積電對SoIC也有了不小的寄望。余振華表示,在每一代的SoIC技術(shù)上,公司都希望能達(dá)到70%的線性微縮率。

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余振華在會上指出,SoIC的研發(fā)著眼于廣泛的應(yīng)用,其中之一是高頻寬、高效率的邏輯與存儲的堆疊,這對于未來的HPC和AI的應(yīng)用非常重要。而臺積電則在這方面提供了低溫多層記憶體芯片堆疊在邏輯器件上的結(jié)果。據(jù)透露,臺積電在其上面堆積了四層、八層和十二層的芯片。

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如上圖所示,有12層芯片堆疊在邏輯器件上,但其總厚度低于600μm,那就意味著這可以持續(xù)堆疊到16曾,甚至更多的層數(shù)。按照余振華所說,SoIC不但能用于主動器件之間的堆疊,還能實現(xiàn)主動器件到被動器件的堆疊,滿足更多“More than Moore的應(yīng)用”。

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除了廣泛的應(yīng)用,我們希望SoIC能夠滿足 system scaling長期演進(jìn)微縮的需求。如上圖所示,這是一個里程碑式的成果,能夠協(xié)助實現(xiàn)延續(xù)摩爾定律的目標(biāo)。從圖示也能看到,金屬的結(jié)合、設(shè)備的良率與耐用性也能令人滿意。

接下來我們看一下InFo技術(shù)在logic chilets整合方面的應(yīng)用,其中,InFo-R的應(yīng)用越來越多,這是因為InFo-R在帶寬和Cycle time等多方面的優(yōu)勢。如下圖所示,InFo-R能提供高密度RDL。在水平方向上,InFo-R能提供了最小線寬和線距僅為2μm的連線。在垂直方面,這個技術(shù)提供了40μm的micro bump和130μm的Cu Bump。隨著HPC等應(yīng)用的需求,臺積電計劃明年推出2.5倍InFo-R的驗證。在余振華看來,行業(yè)需要110平方毫米的的基板來做整合。這不但代表了新的挑戰(zhàn),還帶來了新的機(jī)會。

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為了滿足芯片間更高密度的RDL需求,臺積電還提供了InFo-L制程,通過在InlFo-R中加入了loca silicon interconnect(LSI)來達(dá)到上述目的。InFo-L技術(shù)不但提供了更高密度來節(jié)省芯片面積,也提供了最小的線寬和線距。這個技術(shù)將在明年初完成相關(guān)驗證。

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綜上所述,隨著不停止的高速運(yùn)算需求,基板面積與導(dǎo)線層數(shù)快速增加,但這種基板的繩產(chǎn)量率與耗電逐漸成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸,為臺積電提出新的解決方案InFo-SoIS。這個技術(shù)借助InFo技術(shù)來打造新的基板,在其中整合了超大尺寸的InFo,通過整塊的基板來提供高良率和高可靠性。臺積電也已經(jīng)成功的以InFo-SoIS試產(chǎn)了91平方毫米尺寸的基板,且實現(xiàn)了超過90%的高良率。

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除了高良率,InFo-SoIS也具有高性能和高效率的特點。如下圖所示,與傳統(tǒng)基板比較,In-FO-SoIS基板的優(yōu)勢相對較為明顯。

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來到COWoS-S技術(shù)方面,據(jù)余振華介紹,臺積電在十年前就與領(lǐng)先的客戶推出了相關(guān)技術(shù)。并開 啟了近代先進(jìn)系統(tǒng)整合的年代。根據(jù)規(guī)劃,到明年,臺積電在這方面的技術(shù)能支撐在設(shè)計中整合邏輯和8個HBM。把reticle size提高到三倍。到2023年整合的HBM更將高達(dá)12個。

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除了增加Silicon Interposer的Size以外,臺積電還在三個關(guān)鍵領(lǐng)域增搶CoWoS-S的運(yùn)算能力與效率。當(dāng)中包括了引入iCap來增加PI(Power Integrity);引入下一代的Interconnect以增強(qiáng)SI(signal Integrity)和下一代的TSV。

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余振華接下來介紹了全新的CoWOS-L技術(shù)。通過將Silicon Bridge和RDL技術(shù)與CoWoS技術(shù)結(jié)合,不但帶來了更高的帶寬,還能帶來更好的成本控制。也能提供更強(qiáng)的靈活性。

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為了縮短Time to Value的時間,臺積電提供了新的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)STAR,它借助于CoWOS已有的良率和可靠性,帶來更好的方案。

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為了實現(xiàn)More Moore和Moore than Moore的高度整合,臺積電開發(fā)了業(yè)界第一個前段3D與后段3D整合的方案。下圖展現(xiàn)了SoIC與InFo的整合。達(dá)到了最佳的系統(tǒng)PPAC。

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為了推出優(yōu)化更好的系統(tǒng),臺積電開發(fā)了SoIC和CoWOS整合,以滿足更強(qiáng)的芯片需求。

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余振華指出,芯片間內(nèi)部連接密度的持續(xù)增加,能夠支持chiplet集成與異構(gòu)整合技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步,為此臺積電提出了一個新的3 ID Roadmap。臺積電提議,3DID每兩年增加兩倍,以滿足功能和功耗的目的。這個可視為摩爾定律的2.0版本,能夠有效地引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)界的研發(fā)。

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“我們?yōu)榘雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)的演進(jìn)提供了新的技術(shù)平臺,以創(chuàng)新方式整合了前后3D技術(shù),這將為客戶提供最大的創(chuàng)新支持”,余振華最后說。

臺積電的另一面:特殊制程

在講述了公司在先進(jìn)邏輯方面的布局,臺積電資深總監(jiān)、業(yè)務(wù)開發(fā)劉信生對臺積電的特殊制程進(jìn)入了深入的講解,這是臺積電技術(shù)里面極容易被忽略的一部分,但卻在公司未來的發(fā)展中扮演了重要角色。

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從劉信生的介紹我們得知,自2009年以來,臺積電在這方面技術(shù)取得了杰出的成績,其等效八英寸晶圓的年平均復(fù)合增長率也高達(dá)17%。據(jù)介紹,在2019年,臺積電在這方面取得了1270萬片等效八英寸晶圓的出貨量。

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而在這些工藝技術(shù)的投入方面,臺積電也持續(xù)增長。如下圖所示,自2014年以來,臺積電在這個領(lǐng)域研發(fā)的平均年復(fù)合增長率同樣達(dá)到17%。

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據(jù)介紹,臺積電能提供MEMS、圖像傳感器、嵌入式NVM,RF、模擬、高電壓和BCD功率IC方面都有投入,這是業(yè)界最為廣泛的產(chǎn)線。但與其他競爭對手不一樣的,臺積電希望用最先進(jìn)的工藝,給客戶提供最好、最優(yōu)質(zhì)的的服務(wù)。也能與先進(jìn)工藝實現(xiàn)更好的集成,做出更好的應(yīng)用。而臺積電所有的這些技術(shù)都是建立在一個低功耗的平臺上面。

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劉信生指出,臺積電在基本的邏輯技術(shù)基礎(chǔ)上,會加上先進(jìn)的ULL&SRAM、RF&Analog以及eNVM技術(shù),實現(xiàn)低功耗以及模擬技術(shù)的提升。這是所有產(chǎn)品的基礎(chǔ),可以在此框架上實現(xiàn)整合。

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特殊制程應(yīng)用的最廣泛的場景就是IoT,以致發(fā)展到AIoT。劉信生表示,以后的市場會往智能設(shè)備發(fā)展,而攜帶AI的設(shè)備才是智能設(shè)備。這么多裝備上會展現(xiàn)出不同的性能以及不同的理解,這些都需要不同的技術(shù)來維持。臺積電擁有從8寸到12寸的技術(shù)支持,具有很多投入。

單從低功耗來說,就有0.18um eLL、90nm ULP、55ULP等基礎(chǔ)線??梢岳眠@些做最好的AI應(yīng)用。同時,臺積電還推出了最新的Finfet技術(shù)-N12e,可以打造高效高能的產(chǎn)品。

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具體來說,N12e要取代的是22ULL,可帶來76%的邏輯密度提升,給定功耗下49%的頻率提升、給定性能下55%的功耗減少以及SRAM尺寸50%的縮減。

N12e支持的Vdd電壓能夠做到0.4V,可以說完美適配IoT設(shè)備。事實上臺積電的規(guī)劃就是,面向5G處理器、基帶、無線耳機(jī)、智能手表、VR、可穿戴設(shè)備、入門級SoC等場景領(lǐng)域服務(wù)。

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談到RF方面,劉信生指出這其中目前最大的難題就是5G,其在能耗上比4G多了50%以上,該怎樣處理這個問題?臺積電在這方面也有特別的解決方案。

首先是N16 FinFET,其本身就是支持Sub-6GHz 頻段的很重要的技術(shù),目前已經(jīng)量產(chǎn)。Sub-6GHz 頻段是5G的主力。目前已經(jīng)在28GHz毫米波頻段上實現(xiàn)了5G上連接,其同樣需要改善速度。臺積電在N16上做了很多改善,最重要的就是在fT,fMAX上的改善。首先,fT在N16已經(jīng)做到了超過300GHz的性能,fMAX則超過了400GHz。劉信生表示在N16對于RF來說將會有很長的適用時間。從Sub-6GHz的運(yùn)用到毫米波的運(yùn)用,N16 都可以給予市場想要的全新的需求。

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接下來是N6,臺積電也會繼續(xù)推出Sub-6GHz收發(fā)器方案。主要的改善的方面是功耗。從28HPC、16FFC到N6RF,在PDc方面,就能達(dá)到50%的提升。

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臺積電還在eNVM上進(jìn)行投入,探索MCU等應(yīng)用上將eFLASH代替。據(jù)介紹,他們的40nm RRAM在2018年上半年就風(fēng)險試產(chǎn)了,而28nm/22 nm的RRAM也會在2019年下半年風(fēng)險試產(chǎn);他們同時還擁有比eflash還快三倍寫速度的22nm MRAM,這個工藝也在2018年下半年就風(fēng)險試產(chǎn)。

能獲得上述成功,正如前文所說,臺積電的龐大投入功不可沒。據(jù)介紹,臺積電近些年每年的研發(fā)投入都達(dá)到100億美金。

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臺積電同樣在eNVM上實現(xiàn)了創(chuàng)新,主要是在PRAM和MARM上。

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至于Power IC方面 ,雖然這是最保守的產(chǎn)業(yè),但新的應(yīng)用也需要新的解決方案。臺積電專注于Smart PMIC 。該解決方案具有高質(zhì)量數(shù)字(>1M gates),適用于模擬&隔離,高效率以及高密度 eNVM等優(yōu)勢。

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還有CIS領(lǐng)域,目前手機(jī)上攜帶鏡頭現(xiàn)在越來越多,技術(shù)也在繼續(xù)進(jìn)步。臺積電的技術(shù)非常適合推進(jìn)產(chǎn)品的發(fā)展。

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臺積電在Sensor,Stacking和ASIC(ISP)方面都在延續(xù)自己的技術(shù)。Sensor方面從N65BSI 一直到N65BSI,而Stacking方面,則是從BSI到ADvanced Pixel Level Stack,ASIC(ISP)方面則是從N90LP到N65LP。

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Display方面,LCD屏幕發(fā)展了很多年,最近OLED誕生以后,整個產(chǎn)業(yè)與技術(shù)都在大幅成長。從8寸到12寸,臺積電都有相關(guān)服務(wù)提供。其中最新的就是28HV技術(shù)。

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這其中采用臺積電非常成熟的工藝,具有超低功率以及對模擬設(shè)計非常友好。

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臺積電加速投資擴(kuò)產(chǎn)

在對臺積電的技術(shù)平臺進(jìn)行了介紹之后,我們還要繼續(xù)看一下臺積電公司的路線圖和產(chǎn)能布局,因為這是能維持臺積電領(lǐng)先的根本。而臺積電營運(yùn)組織資深副總經(jīng)理秦永沛也指出,臺積電邏輯產(chǎn)能高居全球第一,大幅超過第二名公司逾3倍。

一文看懂臺積電的技術(shù)布局

臺積電的先進(jìn)制程生產(chǎn)基地位居臺灣北中南,7nm在中科,5、3nm位于南科,2nm制程將落腳在竹科,目前正在取得土地中。

秦永沛表示,持續(xù)不斷投資新產(chǎn)能、擴(kuò)充產(chǎn)能及提升制造能力,致力成為全球邏輯產(chǎn)品長期且最值得信賴的技術(shù)及產(chǎn)能提供者。

在產(chǎn)能方面,他指出,自2016年至2020年以來,臺積電年復(fù)合成長率達(dá)28%的速度成長。

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臺積電2018年導(dǎo)入7nm量產(chǎn),因客戶需求非常強(qiáng)烈,快速提升7nm產(chǎn)能,估今年7nm產(chǎn)能將較2018年成長超過3.5倍。

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今年第二季量產(chǎn)的5nm,秦永沛指出,位于南科的晶圓18廠1到3期是5nm量產(chǎn)基地。

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其中,1、2期已開始量產(chǎn),3期正在裝機(jī)。他估計,2022年5nm產(chǎn)能將較今年成長超過3倍。

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南科晶圓18廠的4到6期,規(guī)劃為3nm量產(chǎn)基地,目前正興建中,南科14廠區(qū)附近也將新建特殊制程與先進(jìn)封裝廠。

此外,秦永沛表示,臺積電竹科研發(fā)中心已開始興建R1,預(yù)計2021年完工,未來將是2nm及更先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)重鎮(zhèn),他也指出,2nm生產(chǎn)基地將位在竹科,目前正在取得土地中。

秦永沛強(qiáng)調(diào),臺積電每年投資逾100億美元擴(kuò)充產(chǎn)能,他引用統(tǒng)計指出,臺積電提供的產(chǎn)能高居全球第一,大幅超過第2名公司的3倍以上。

臺積電在5nm將全制程采用極紫外光(EUV)技術(shù),秦永沛表示,臺積電EUV機(jī)臺占全球比重達(dá)50%,晶圓移動占全球比重更超過60%,預(yù)計透過累積更多成功經(jīng)驗,是臺積電的競爭優(yōu)勢。

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臺積電也在積極增加特殊制程產(chǎn)能,秦永沛表示,臺積電特殊制程產(chǎn)能持續(xù)成長,2015年占總產(chǎn)能約38%,今年特殊制程產(chǎn)能將較去年成長10%,占總產(chǎn)能比重將高達(dá)54%。

一文看懂臺積電的技術(shù)布局

從上文我們可以看到,臺積電能在過去多年里一直統(tǒng)治晶圓代工市場,且在近年來愈發(fā)強(qiáng)大,是公司持續(xù)投入研發(fā)的成果。展望未來,后來者想挑戰(zhàn)臺積電,相信不會是一件容易的事情。

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