在SemiconTaiwan半導體設備展上,晶圓代工大廠臺積電(TSMC)的高層指出,要趕上14奈米節(jié)點晶片在2015年的量產(chǎn)時程,時間已經(jīng)不多了,但設備業(yè)者卻動作太慢。臺積電認為,要讓14奈米晶片達到成本效益,需要采用下一代微影技術以及18寸晶圓,但設備業(yè)者在這兩方面都沒有趕上晶圓代工業(yè)者的時間表。
臺積電研發(fā)資深副總蔣尚義(Shang-YiChiang)表示:「我們一天比一天更擔心?!咕A廠的產(chǎn)能需要達到每小時100片以上晶圓片,但到目前為止,超紫外光(EUV)微影技術產(chǎn)量最多僅能達到每小時5片晶圓;其他兩種采用多重電子束直寫方案的備選微影技術,一小時的產(chǎn)量甚至不到1片晶圓。
「臺積電在幾個月之前就提出了我們的18寸晶圓愿望清單,但有部分設備業(yè)者認為那太趕了,所以現(xiàn)在我們也不知道確切的時間表將會如何;」蔣尚義接受EETimes編輯訪問時指出:「我們可能得采取轉換至0.13微米制程時的做法,當時有部分產(chǎn)能是采用8寸晶圓,有部分是采用12寸晶圓。」
臺積電目前計劃在新竹的Fab12建置一條18寸晶圓試產(chǎn)線,然后在臺中設置量產(chǎn)線;更大尺寸的晶圓片將有助于半導體產(chǎn)業(yè)趕上摩爾定律(Moore'sLaw)的腳步,并將IC制造成本降低至少30%。18寸晶圓可讓代工業(yè)者減少晶圓廠數(shù)量,并因此節(jié)省大量的土地與人力成本。
舉例來說,為了達到3,200萬片8寸約當晶圓的產(chǎn)能需求,若以現(xiàn)在的12寸晶圓進行生產(chǎn),臺積電得雇用2萬7,000名工程師維持29座廠房營運,但如果采用18寸晶圓,只需要2萬名工程師、22座廠房?!?8寸晶圓不是一個技術議題,而是一個在這些日子以來比技術更重要的經(jīng)濟議題。」蔣尚義表示。
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18寸晶圓可讓業(yè)者節(jié)省土地與人力成本
在微影技術方面,目前的193奈米浸潤式微影系統(tǒng)將使用于臺積電目前正在量產(chǎn)的28奈米節(jié)點,以及下一代的20奈米節(jié)點制程;但在20奈米節(jié)點部分,晶圓廠會需要用到雙重圖形(doublepatterning)方案,基本上就是讓晶圓片透過某種程序曝光兩次,以畫上更細的線條。
而到了14奈米節(jié)點,以浸潤式微影設備做雙重圖形,對許多客戶來說價格會變得非常高,所以臺積電將在兩周內(nèi)開始測試ASML的3100系列EUV微影設備原型機;該公司已經(jīng)開始測試MapperLithography的電子束微影設備,并計劃在明年裝設另一臺由KLATencor提供的電子束微影設備。
「如果我們無法讓EUV或電子束微影設備,達到每小時100片晶圓的產(chǎn)量,我們可能會看到很少有客戶愿意繼續(xù)邁向更精細的制程技術節(jié)點,因為成本實在太高。」蔣尚義表示,臺積電計劃在2015年量產(chǎn)14奈米節(jié)點制程,所以:「我們必須在明年決定要用哪一種微影設備。如果我們繼續(xù)專注于采用193奈米浸潤式微影,稍后要轉換至EUV會變得很困難,而且設計規(guī)則必須要根據(jù)所選擇的微影技術來定義,所以時間真的很趕?!?/FONT>
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14奈米制程節(jié)點所需的微影技術成本飆高
蔣尚義表示,浸潤式微影技術在14奈米節(jié)點會變得非常昂貴,顛覆以往每升級一個節(jié)點、資本設備支出會減半的原則;而雖然EUV與電子束微影設備的成本也很高,估計至少需要1.2億美元,但還是會比以浸潤式微影技術進行雙重圖形來得便宜許多。他并指出,電子束與EUV設備的價格差不多,但目前正在進行測試的電子束微影設備不需要光罩,所以成本會比EUV微影技術稍低一些。