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台积电先进制程最新进展:2020年生产5FF制程
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◇◇◇◇◇◆ 2018-05-10 ◇◆◇◇◇◇◇◇ 字号大小 ((( )))

晶圆代工龙头台积电,日前在美国加州圣荷西所举行的年度技术研讨会上,除了宣布将推出晶圆堆叠(WoW)的生产技术,以及多项新型IC晶圆封装技术之外,也在先进制程的进展上说明各项发展。其中包括7纳米(7FF)制程将在2018年量产,而将用EUV及紫外光技术的7纳米强化版(7FF+)也将在2019年初量产。甚至,更先进的5纳米(5FF)制程也将在2020年正式生产,而该制成节点也将会是台积电第2个采用EUV技术的制程节点。


台积电:2020年生产5FF制程


根据台积电的说法指出,2018年量产的7纳米制程,在年底前有50个以上的设计定案(tap out),其中包含了CPU、GPU、AI加速芯片、加密货币ASIC芯片、网络芯片、游戏机芯片、5G通讯芯片、以及车用IC等等产品。而7纳米制程与两世代之前的16纳米(16FF+)制程相较,能提供30%的效能提升,降低65%耗能,闸极密度则能提高70%以上。


台积电:2020年生产5FF制程

 

至于,将制程提升到采用EUV技术的7纳米强化版(7FF+)制程节点时,则能将闸极密度再提升20%、功耗再降10%,不过,在效能上显然没有完全的提升。原因是这新节点制程还不是完全的步骤,而且这些进展都还需要使用新的标准单元(standard cells)来完成。目前,台积电已经将7纳米强化版节点基础IP进行硅验证。但是,其中的部分关键功能区块还是要等到2018年底,或是到2019年初才能达到完成阶段,包括28-112G serdes、嵌入式FPGA、HBM2与DDR 5介面。

而在到更先进的5纳米制程节点部分,台积电表示,预计将在2019上半年展开风险试产,并且以手机与高性能运算芯片应用为主要对象。台积电进一步强调,相较于不采用EUV技术的7纳米制程来说,5纳米制程的闸极密度号称可提高达1.8倍,功耗预期降低20%、效能则是约增加15%。而未来如果采用极低阈值电压(ELTV)技术,在效能提升方面有可能达到25%的水准。不过,当前台积电并未提供ELTV技术的细节。


台积电:2020年生产5FF制程

 

而就以上台积电的说明可以看出,台积电在接下来的先进制程接点上,包括7纳米加强版及5纳米制程都将导入EUV技术,才有可能达到产品的品质与生产目标。因此,在台积电投资超过新台币7,000亿元于南科设立的晶圆18厂厂区中,将会大量的导入EUV设备。不过,对此台积电也坦承,目前他们的EUV光源的平均每日功率水准仅为145W,不足以用于商业用途。而藉由某些工具的辅助,可使得EUV的功率提升至250W,而台积电的目标则是在2019年能将EUV的功率提升到能进行大量生产的300W水准。
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