「制程」一文看懂台积电的研发实力

来源:内容来自「台积电财报」 , 谢谢 。
在一个月的文章《这才是台积电的真正实力》中 , 我们对台积电公司的实力做了一个概述 。今天 , 我们从台积电去年底的研发投入和成果 , 看清这家晶圆代工巨头的真正技术实力 。
【「制程」一文看懂台积电的研发实力】研发团队之组织与投资
2019年 , 台积公司持续投资研究与开发 , 全年研发总预算约占总营收之 8.5% , 比一研发投资规模相当于或超越了许多其他高科技领导公司的规模 。延续每二年半导体运算能力增加一倍之摩尔定律所面临的技术挑战日益困难 , 台积公司研发组织的努力着重于让台积公司能够提供客户率先上市且先进的技术和设计解决方案 , 帮助客户取得产品的成功 。
2019年 , 随着 7 纳米强效版技术的量产 , 以及 5 纳米技术成功试产 , 公司的研发组织持续推动技术创新以维持业界的领导地位 。当台积公司采用三维晶体管之第六代技术平台的 3 纳米技术持续全面开发时 , 公司已开始开发领先半导体业界的 2 纳米技术 , 同时针对 2 纳米以下的技术进行探索性研究 。
除了发展互补金属氧化物半导体逻辑技术 , 台积公司广泛的对其他半导体技术进行研发 , 以提供客户行动系统单芯片(SoC)及其他应用所需的功能 。
2019年完成的重点包括:
● 创新的晶圆级封装技术ー系统整合芯片 TSMC-SoIC?ー的制程认证;
● 大量生产第四代整合型扇出层叠封装技术(InFOPoP)以支援行动处理器封装;
● 成功验证第五代整合型扇出层叠先进封装技术以支援行动应用 , 与第二代整合型扇出暨基板封装 , 以支援高效能运算(HPC)应用;
● 开发业界独特的 40 纳米 BCD(Bipolar-CMOSDMOS)技术 , 提供先进的 20-24 伏高压元件并与40 纳米超低功耗平台完全兼容 , 以及整合了可变电阻式存储器(RRAM) , 支援行动应用所需的低功耗、高整合度、以及小布局面积的高速通讯界面;
● 28 纳米嵌入式快闪存储器支援高效能行动运算与高效能低漏电制程平台 , 达成了车用电子及微控制器单元(MCU)的技术验证;
● 完成开发最新一代次微米像素传感器以支援行动应用 , 并开发嵌入式三维金属 - 介电质 - 金属(MiM)高密度电容 , 支援全域快门与高动态范围传感器之应用 。
2019年 , 台积公司致力于维系与许多世界级研究机构的强力合作关系 , 包括美国的 SRC 及比利时的 IMEC 。台积公司亦持续扩大与世界顶尖大学的研究合作 , 达到半导体技术进步及培育未来人才的二大目标 。
2019年研究发展成果 研究发展组织卓越成果
● 5 纳米制程技术
虽然半导体产业逼近硅晶之物理极限 , 5 纳米制程仍遵循摩尔定律 , 显著地提高芯片密度 , 在相同的功耗下提供更好的效能 , 或在相同的效能下提供更低的功耗 。2019年 , 台积公司持续进行 5 纳米制程之全面开发 , 专注于基础制程制定、良率提升、晶体管及导线效能善 , 以及可靠性评估 。静态随机存取(SRAM)记忆体及逻辑电路之良率均符合预期 , 台积公司已达成2019年进入试产的目标 。
● 3 纳米制程技术
相较于 5 纳米制程技术 , 3 纳米制程技术大幅提升芯片密度及降低功耗并维持相同的芯片效能 。2019年的研发着重于基础制程制定、良率提升、晶体管及导线效能改善以及可靠性评估 。2020年 , 台积公司将持续进行 3 纳米制程技术的全面开发 。
● 2 纳米制程技术
2019年 , 台积公司领先半导体产业进行 2 纳米制程技术的研发 。
● 微影技术
2019年微影技术研发的重点在于 5 纳米的技术转移、3 纳米技术的开发及 2 纳米以下技术开发的先期准备 。5 纳米技术已经顺利地移转 , 研发单位与晶圆厂合作排除极紫外光微影量产问题 。针对 3 纳米技术的开发 , 极紫外光(EUV)微影技术展现优异的光学能力 , 与符合预期的芯片良率 。研发单位正致力于极紫外光技术 , 以减少曝光机光罩缺陷及制程堆栈误差 , 并降低整体成本 。


推荐阅读