台積電明年7奈米導入EUV製程 成本將增2倍

(圖:AFP)
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全球晶圓代工廠商的競賽走向 7 奈米,背後需要的鉅額研發基金,尤其是 EUV  (極紫外線,Extreme Ultraviolet),成本更是已高達目前的 (ArF) 光源搭配浸潤式顯影 (Immersion lithography) 二倍之多,如此高額的成本,已經打退了聯電、GlobalFoundries 等玩家,只剩台積電 (2330-TW)、三星電子二間大廠有能力負擔。

半導體代工行業為專注於提升良率,三星、台積電均使用 EUV 來提高精度與產量,消息指出,台積電計畫在 2019 年開始,將 EUV 機器用於其第二代 7 奈米技術。

而 EUV 的致命缺點就是在於昂貴,業界指出,EUV 機器的成本幾乎是目前生產中使用的 ArF 工具的兩倍。ArF 機器價格要價約 5600-6200 萬美元,EUV 機器價格 1 台上看 1.2 億美元,大幅墊高晶圓代工廠商資本支出,這也使得 7 奈米的技術愈來愈少廠商玩得起。

據集邦科技拓墣產業研究報告指出,半導體產業奉摩爾定律為圭臬,努力將線寬縮小,以便在晶片上塞入更多電晶體,雖然晶圓代工價格也因製程微縮而隨之上升,但越精細的製程技術除了能切割出更多晶片外,也能提升產品效能和降低功耗。但在物理極限下,先進位程微縮變得越來越困難。

摩爾定律由於顯影 (Lithography) 技術障礙受到挑戰。產業界使用 193nm ArF 光源搭配浸潤式顯影 (Immersion lithography) 技術製造晶片,但在 7 奈米的考驗下,採用顯影及多重曝光技術僅能做單一方向微縮,無法做 2 個方向的微縮,以往隨著製程微縮,每晶片成本隨之下降情況已不復見。

波長更短的 EUV 便成為 7 奈米以下製程的重要解決方式。目前 Samsung 已導入 EUV 的 7nm LPP 製程,並宣稱光罩模塊總數減少約 20%。而隨著尺寸愈做愈小,這種減少可能會更多。

拓墣產業研究指出,目前宣告產品採用 7 奈米的廠商蘋果、Samsung、華為、NVIDIA 與 AMD,若非前幾大智慧手機品牌,就是 CPU/GPU 重要大廠,為了產業上的領先地位,價格敏感度也較低,也有較大生產量,才能分攤光罩、設計與製造等成本。


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