又要進行 7 納米爭奪賽了!EUV 新技術才是關鍵

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三星、台積電 10 納米技術量產,7 納米製程戰火持續升高!而且隨著關鍵的微影技術來到瓶頸,7 納米製程技術也變成新一輪製程技術的關鍵之戰。

除了三星在去年年中傳出急購 EUV 機台,力拚 2017 年底量產 7 納米,台積電在上周 12 日法說會首度明確指出,在 7 納米製程第二年,就會導入 EUV 減少光罩層數,至 5 納米製程全面採用 EUV。

台積電總經理暨共同CEO劉德音曾透露,10 納米與 7 納米將有 95% 設備是共用,也因此台積電先前表明,至 5 納米才會正式轉進 EUV,現在三星、台積電在 7 納米將一前一後用上 EUV,先進位程也正式宣告進入新一階段技術競賽。

隨著先進位程來到 10 納米以下,製程微縮瓶頸一一浮現,尤其是製程中難度最高的微影技術,目前主流多採用 193 納米浸潤式微影技術,但從 65 納米製程到現在一路突破物理極限至目前 10 納米,面臨的不只是物理上的瓶頸,愈來愈複雜的圖形造成曝光次數增加,光罩成本也跟著倍增。

摩爾定律價格不變,集成電路上可容納的電晶體數量每隔 18~24 個月會增加一倍的目標變得窒礙難行,極紫外光(EUV)微影就被視為摩爾定律能持續往下走的關鍵。

EUV 先前因光源強度與生產量未達經濟效益,遲遲未能量產。

據目前 EUV 設備製造商艾司摩爾(ASML)在去年 11 月 EUVL Workshops 透露的進度,EUV 光源強度已能達到 125W,預計 2018 年能達到光源強度 250W,可支持每小時生產 125 片晶圓的量產目標。

屆時三星與台積電正好走至 7 納米製程。

距離台積電 2020 年 5 納米量產,EUV 或許更能接近浸潤式微影設備每小時能生產 200 片晶圓的生產效益。

晶圓製造商先前已陸續安裝 EUV 進行試產,三星在 2015 年 7 月即攜 IBM,利用 EUV 打造 7 納米晶片原型,2016 年中再有消息指出,三星砸重金採購新的 NXE 3400 EUV 機台,將於 7 納米就導入 EUV 技術以和台積電等對手競爭。

而台積電先前即擁有兩台 NXE 3300 EUV 設備,據悉在今年第一季又再引進了兩台 NXE 3400,另外,有消息指出,艾司摩爾大客戶在 7 納米同樣有意導入 EUV。

從艾司摩爾 18 日的最新數據,加上 2016 年第四季再獲得的 4 台訂單,目前 EUV 設備累積訂單數量已達 18 台。

而 EUV 機台並不便宜,一台 EUV 光刻機要價逾 1 億美元,是其他微影設備金額的兩倍,這場製程競賽,比技術也比銀兩,競爭門檻跟著愈墊愈高。


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