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卡位10奈米世代 台積、漢辰搶布新製程/設備

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台積電與漢辰正積極研發新製程與設備技術。

由於半導體進入10奈米製程世代後，電晶體的微縮將面臨物理極限，亟需新的材料、製程與設備加以克服；因此台積電與漢辰皆已針對未來可望取代矽的鍺和三五族元素，分別投入發展新的晶圓製程，以及離子布植設備，期能在下一個半導體世代中，繼續站穩市場。

工研院IEK系統IC與製程研究員蕭凱木提到，半導體材料革新的發展愈來愈明朗，可望為台灣半導體業者帶來新的獲利契機。

工研院IEK系統IC與製程研究員蕭凱木表示，10奈米以下先進位程發展正面臨材料與設備革新的雙重問題。

儘管多數業者均看好鍺或三五族元素可有效改善電晶體通道的電子和電洞遷移率，然而新材料卻也引發更複雜的半導體摻雜技術、工具需求，因而帶動英特爾、IBM、台積電，以及半導體設備廠加緊研究新製程與設備。

其中，台積電近來積極卡位，不僅已加入由國家實驗研究院主導的奈米元件創新產學聯盟，擴大10奈米以下製程技術的產學合作；更密集部署高介電係數的晶圓閘極氧化層材料，期在電晶體線寬微縮及通道材料換新後，同步提升閘極控制能力，降低晶片整體耗電量。

蕭凱木更強調，隨著10奈米製程導入新材料，並轉向鰭式電晶體的立體結構，晶圓製程順序也將大幅改變，因此台積電目前也已開始研擬新的晶圓生產流程。

此外，鍺和三五族元素能隙較小，雖可提升電晶體的電子移動速度與能源效率，但相對也造成較差的阻斷狀態效能，容易導致漏電流情形。

對此，蕭凱木指出，未來半導體業者須改良摻雜製程，取得新材料比例平衡點，才能真正體現其應用價值。

現階段，漢辰正全速開發10奈米以下製程的離子布植設備，可望搭配新材料達成電晶體源極、汲極與通道最佳化設計。

不過，蕭凱木認為，10奈米以下製程仍需要好幾年的時間發展，對半導體設備商、晶圓及封測廠而言，今年能否順利推動三維晶片商用才是刺激營收成長的關鍵。

由於3D IC須導入晶圓矽穿孔、堆疊製程，以及新的立體結構封測方法，因此台積電近來持續擴充旗下CoWoS製程的封測技術和合作夥伴，以加速布建3D IC一條龍生產線；此外，設備廠科磊也從2012下半年開始，就積極在國際研討會或展會中提出新的晶圓缺陷檢測概念。

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