臺積電陳平:臺積電5nm明年將進入市場,3nm技術(shù)正在繼續(xù)
中國集成電路設(shè)計業(yè)2018 年會暨珠海集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇今日在珠海舉行。會議上臺積電副總經(jīng)理陳平談到了AI和5G的出現(xiàn),將極大地促進新時代的產(chǎn)品創(chuàng)新,也給IC行業(yè)帶來了更多的機會。
一直以來,驅(qū)動整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)成長的引擎在不斷地更替變化。從最早的大型計算機開始,到后來的個人電腦、移動電子設(shè)備,再到如今的普及運算,而AI和5G的出現(xiàn)更是將極大地促進新時代的產(chǎn)品創(chuàng)新。陳平指出,從2010年到2020年,預(yù)估數(shù)據(jù)通信量的復(fù)合年均增長率將超過50%。
陳平表示,產(chǎn)品的創(chuàng)新離不開工藝技術(shù)的演進,無論是智能手機、高性能計算機、自動駕駛汽車和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品,都需要各種各樣且越來越先進的工藝技術(shù)加持。
而提到半導(dǎo)體行業(yè)的工藝,談及最多的就是邏輯器件的微縮技術(shù)。陳平強調(diào),從1987年開始的3μm工藝到如今臺積電所擁有的7nm工藝,邏輯器件的微縮技術(shù)并沒有到達(dá)極致,還將繼續(xù)延伸。他還透露,臺積電最新的5nm技術(shù)研發(fā)順利,明年將會進入市場,而更高級別的3nm技術(shù)正在繼續(xù)。
在半導(dǎo)體先進制程進入到10納米之下,微縮技術(shù)更加復(fù)雜,牽扯設(shè)計已經(jīng)不止電路線設(shè)計,還有光刻、晶體管架構(gòu)與材料等等,這些都讓EUV極紫外光刻成為關(guān)鍵技術(shù)。過去半導(dǎo)體生產(chǎn)使用波長193納米的深紫外(DUV)曝光,但制程發(fā)展到 130 納米時便有行業(yè)人士提出,需用極紫外(EUV)光刻。
陳平表示,EUV的引進使得光刻將不再是邏輯器件微縮的技術(shù)瓶頸。同時材料和器件架構(gòu)的創(chuàng)新,例如FinFET和Nanowire等結(jié)構(gòu)和GE和MoS2等材料的支持,都將使得晶體管持續(xù)微縮。
此外,陳平還展示了臺積電的硅工藝平臺,為了服務(wù)新時代的整個產(chǎn)品線,臺積電需要縱橫兩個方向的完備工藝(邏輯工藝和衍生工藝),在完成了單純的邏輯工藝或衍生工藝后,新時代需要面對的問題就是系統(tǒng)整合要求。
他表示,如何把先進邏輯工藝制造的各類器件整合在一起已經(jīng)成為新的挑戰(zhàn),而傳統(tǒng)的封裝工藝對性能和功耗將有很大限制,所以最近臺積電提出的解決方案是3D封裝技術(shù)。
3D封裝能解決諸多系統(tǒng)集成的問題。以客戶產(chǎn)品為例說明,一個大型GPU通過CoWoS 2.5D整合技術(shù)與若干顆HBM2芯片整合在同一個芯片上,整合后的芯片算力相當(dāng)于100個CPU,所含晶體管數(shù)量超過3000億個。
然而,先進工藝、特殊工藝和先進封裝的研發(fā)都需要大量的資金投入。陳平補充道,2017年,臺積電的研發(fā)投入已經(jīng)超過了26億美元,有超過6000個研發(fā)工程師夜以繼日的工作,為設(shè)計行業(yè)的合作伙伴提供創(chuàng)新技術(shù)。
另外,陳平表示,除了研發(fā)以外,臺積電還需要加大資本投入來保證足夠的產(chǎn)能,以支持創(chuàng)新和量產(chǎn)。在過去三年,臺積電每年的資本輸出均超過100億美元。
在全球前20(不含存儲器)晶圓制造廠商的產(chǎn)能排名圖中,臺積電遙遙領(lǐng)先于其他廠商。
當(dāng)然,有了工藝技術(shù)和產(chǎn)能過后,還需要一個很好的設(shè)計生產(chǎn)環(huán)境。臺積電與合作伙伴們打造了一個以臺積電為基礎(chǔ)的開放創(chuàng)新平臺,平臺上有一流的EDA公司、IP公司和最好的設(shè)計服務(wù)公司,將與臺積電一同打造最完備的設(shè)計生態(tài)系統(tǒng),在最快時間完成客戶的訂單。
陳平表示,以臺積電的眼光看,AI和5G的出現(xiàn)給IC行業(yè)帶來了很多的機會,令人興奮。臺積電定位是一個被信賴的技術(shù)和產(chǎn)能的提供者,來服務(wù)設(shè)計公司。