奈米晶片時代來臨!台積電獨霸先進製程 唯一對手竟是「他」
透過球面像差矯正器修正像差,以原子級別的解析度觀察材料結構,已成為半導體先進製程檢測的關鍵技術。隨著晶片製程進入2奈米時代並朝1.4奈米邁進,精密檢測設備與高純度材料成為台灣半導體產業維持全球領先地位的核心要素,而台積電在先進製程的技術優勢,更被認為在未來5年內毫無對手。
汎銓科技技術長陳榮欽說明,透過球面像差矯正器可以清楚觀察到GAA(全環繞閘極)的結構,並能明顯看到原子晶格的排列。他進一步表示,在2奈米製程中要觀察細微結構,需要非常好的解析度,而提升解析度最快速有效的方式就是去除球面像差,這台球面像差矯正器在未來不論是2奈米甚至更先進的製程檢測中都會需要使用。
2奈米製程正式量產領跑 台積電技術差距再擴大
在半導體製程上,良率和速度至關重要。台灣不只在材料分析上加快準確度,在晶圓代工前段製程包含氧化、光刻、蝕刻、薄膜沉積等堆疊在晶圓上的技術,台積電的核心技術正是集中於此。
閎康科技董事長謝詠芬指出,在全球若要加速研發服務,就必須有專業的實驗室快速產出數據,甚至在研發方向出現偏差時,要懂得如何合理告知使用者,協助規劃合理的實驗計畫以獲得正確數據。汎銓科技董事長柳紀綸則認為,台灣整個半導體供應鏈跟著護國神山一路向前,各方面分工細緻,每家公司都已累積很強的能力與產能,這方面是國外難以比擬的,差距非常大。
台大電機工程學系特聘教授張耀文分析,就2奈米或未來16埃米、18埃米的發展而言,最主要的關鍵技術在於電晶體結構與製程整合,因為整個製程不只有電晶體結構,還需要材料、儀器、設備及良率管控等配合。
檢測設備全面升級 半導體先進製程決勝關鍵
台積電已量產最新2奈米製程,採用全環繞閘極奈米片電晶體技術,大幅提升性能與功耗效率,蘋果今年新機將採用台積電2奈米晶片。競爭對手三星也宣布旗艦級手機處理器採用自家2奈米GAA製程打造。兩家雖同樣採用GAA,但結構路線與製程策略不同,台積電起步早、良率高、技術領先;三星初期良率約60%,以價格和整合記憶體、封裝吸引客戶。
謝詠芬表示,三星以記憶體聞名,在動態隨機記憶體上有很好的產量與良率,可達99.999%的高良率,但在ASIC代工服務上不如台積電專業,良率一直有所遜色;英特爾則因製程技術不如台積電成熟,在良率與成本上仍是台積電領先。張耀文認為,以台積電在先進製程與先進封裝的技術,未來5年在技術端毫無對手,唯一的對手是美國總統川普所帶來的地緣政治問題,而半導體技術既深且廣,需要整合多元技術來建立產業聯盟生態系。
外媒分析,台積電2奈米量產是保持技術優勢的開始,但在地緣政治風險升高下,台積電仍須在技術和速度上持續突破,才能再拉開與競爭對手的差距。