台積電A16製程最新利器 科技專家說明:「這項技術」是下一代晶片關鍵創新
台積電對其A16製程節點進行更新,該製程預計於明年下半年量產,將使用晶背供電網路技術(Backside Power Delivery Network, BSPDN)。對此,科技專家曲博在個人YT節目《曲博科技教室》表示,BSPDN是下一世代邏輯製程技術中的關鍵創新。
曲博說明,傳統基底電路是在電晶體表面成長多層的金屬導線,包括藍色的訊號線和綠色的電源線。當電晶體越來越小,金屬導線的繞線困難度便越來越高,造成很多通訊瓶頸。而超級電容改造,就是將綠色電源線從晶片的正面搬至背面。也就是說,一個電源金屬柱(PowerVIA),中間是電晶體,電晶體正面是藍色的訊號線,背面是綠色的電源線。傳統積體電路製程是在厚度80萬奈米的晶圓表面成長厚度大約100奈米的電晶體,同時,在電晶體上方成長較細的訊號線以及較粗的電源線,總厚度約1000奈米。
曲博指出,較先進的晶背供電網路技術(BSPDN),則是將電源線從晶片的正面搬到背面,製程非常複雜。首先需在80萬奈米的晶圓表面先成長厚度約100奈米晶體,在成長厚度約500奈米號線,成長完成後,再用雙面膠連結至另一晶圓廠。之後,將晶圓背面磨至接近晶體處,再將晶圓翻過來成長厚度約500奈米的電源線。製程相對複雜,因此成本較高。
曲博表示,隨著電路微縮(Scaling),意味著電晶體和互連線(Interconnect)都須變更小。過去,互連線縮小問題不被重視,如今互連線縮小更加困難。
曲博舉例,目前大部分極紫外光微影技術(EUV)實際都用在互連線製程上(接點、通孔與金屬層),而非電晶體本身。另外,電晶體數目增加,意味著互連數增加,造成製造成本上揚、設計路由更加困難,以及性能下降(因訊號路徑變長)。
曲博提到,晶體尺寸越來越小,上方金屬導線距離也需越來越小,需堆疊更多層導線(代表金屬導線越長)。同時,金屬導線具電阻,將引發許多問題。因而佈線困難度升高,相當於每2年增加一層金屬。可經由材料創新、設計技術偕同最佳化(Design-Technology Co-Optimization;DTCO)以及極紫外光微影技術(EUV)推動製程進步,不過成本持續上升。因此,具經濟效益的BSPDN漸受重視。
更多風傳媒獨家內幕:
‧ 台積電配息還能再飆高?陸行之看好:明年股利上看7元、「這時」衝10元(推薦閱讀)加密貨幣能取代美元?蔡正元直言「那個時代還沒來」:各國央行現在瘋搶這個
‧ 特斯拉、蘋果、亞馬遜誰業務增速最快?專家看好「這公司」EPS持續上升