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项目介绍:

CINNO Research 产业资讯,据《EE Times》之前调研过的许多分析师称,台积电很可能如其放言,成为第一家商业化EUV光刻技术的芯片制造商。


 
10月7日,这家全球最大的晶圆代工厂宣布成为业界首个基于EUV(极紫外,Extreme Ultra-Violet)技术商业化7nm plus(N7 +)节点技术的公司。台积电在一份新闻声明中表示,他们已在迅速部署产能,以满足多个客户对N7 +节点技术的需求。
 
“就所使用和订购的设备工具,生产的商业化EUV晶圆数量以及将EUV技术融入路线图的情况来看,TSMC在EUV相关技术中都处于领先地位,”Arete Research的高级分析师Jim Fontanelli说。
 
据其所述,目前该技术的优势在于7nm+的制程能力,该制程中大概有三层需要使用EUV完成。据Fontanelli称,预计到2020年下半年,台积电会通过增加EUV在其制程中的使用次数(约15次)将这一量产规格推进到5nm,然后会在2020年底将通过4层的EUV使用次数达成6nm的量产规格。

 
图1. EUV光刻技术发展的时间线(来源:蔡司)
 
他还补充说,由于7nm晶圆的供应量有限,AMD可能是台积电7nm+节点的主要客户,但是华为将率先使用5nm节点,其次是苹果,二者都试图利用芯片尺寸的优势改进现有产品。同样由于7nm晶圆的持续供应产能有限,联发科可能会成为最先使用台积电6nm节点技术的客户。
 
台积电(TSMC)代工业务的主要竞争对手三星表示,EUV技术一直以来都很难应用,但该技术对于芯片功能的精细化至关重要。他们还着重强调了现在的困难是,EUV光刻的目标功率至少为250 W,而其他常规光刻源的目标功率要比此低得多。浸没式光刻光源的目标功率为90 W,干式ArF(氟化氩)光刻源为45 W,KrF(氟化氪)光刻源为40W。高数值孔径(High NA)的EUV光刻源至少需要500W。
 
不过,EUV技术也有着非常大优势,这一优势足以抵消7nm及更高节点上制造芯片的高昂费用。三星表示,EUV技术可以将掩模使用次数(Mask Level)降低约20%,从而缩短了生产周期。利用EUV工艺的芯片设计人员可以避免使用193nm浸没式光刻技术时不得不使用的三重和四重图案化技术。
 
三星代工业务的专业人士Yongjoo Jeon表示:“随着时间的推移,这项日趋强大的技术将变得越来越具吸引力,这对于半导体行业来说也是必不可少的。”
 
根据Arete分析师Fontanelli的说法,三星于去年年底就推出了带有7LPP节点的EUV技术,不过其产能不高,目前主要用于三星内部的应用处理器和高通公司。他说,三星计划明年推出6nm EUV技术,并计划于2021年推出5nm EUV技术。




Fontanelli说:“关键问题还是可供应晶圆的产能,因为三星已经为其内部的手机应用预留了一定的产能,他们在其他高端客户群中只有有限的外部客户,高通公司是其主要客户。”他还补充说,三星可能会将高通的部分业务输给台积电。
 
EUV三重奏

目前,只有三家芯片制造商(台积电,三星和英特尔)计划在其生产路线图中采用EUV技术。Fontanelli表示,英特尔目前位居第三。
 
 “英特尔似乎已经完全致力于7nm的EUV技术,这一制程节点将在2021年的某个时候实现,”Fontanelli说,“由于工艺要求的差异,其在5nm节点处的EUV使用层数可能会低于TSMC,可能少于10层。”
 
 “英特尔是这三者中的佼佼者,因为它没有公开其技术水平的营销压力,而且英特尔一直都非常善于将其光刻技术推进到一个新的节点,”VLSI Research首席执行官Dan Hutcheson表示,“多年来,英特尔一直是EUV技术研究领域最积极的一家。英特尔没有向市场透露其EUV技术进展情况的动机,因此他们在对其生产准备充满信心之前是不会宣布的。”
 
IC Insights副总裁Brian Matas指出,英特尔最初的7nm芯片原定于2017年推出,但14nm和10nm芯片的延迟将该公司7nm MPU的发布计划推迟到了2021年。Matas说,2019年5月,英特尔高管曾声称该公司的7nm技术可以挑战台积电计划中的5nm工艺的性能。
 
EUV技术被广泛采用还需要很多年,较小的芯片制造商目前可以松一口气,他们在可预见的将来还能继续使用较旧的光刻技术。
 
Linley Group首席分析师Linley Gwennap说:“EUV仅在最小的功能实现上才需要,因此我们还是希望晶圆厂能够继续在大多数层上使用光学层面的光刻技术。”TSMC表示7nm +节点制程中有四层使用到EUV技术,下一代的5nm节点制程中将有14层会使用EUV技术。随着晶体管的不断缩小,需要应用EUV技术的层数会变得越来越多。”
 
Gwennap表示,尽管台积电表示其7nm +的良率很高,但目前我们还是没有看到任何配备7nm +处理器的手机上市。他还指出,华为最初的Mate 30手机使用的是7nm Kirin 990,而不是7nm + 的5G版本。相比之下,三星从8月份开始就已经在其Note 10智能手机中搭载基于EUV技术的7nm制程芯片了,所以他们的良率应该还可以。
 
Gwennap最后还说道:“英特尔至少落后了两年,其第一款EUV产品最早也要到2021年下半年。”


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台积电或成第一家商业化EUV光刻技术的芯片制造商

台积电或成第一家商业化EUV光刻技术的芯片制造商

CINNO Research 产业资讯,据《EE Times》之前调研过的许多分析师称,台积电很可能如其放言,成为第一家商业化EUV光刻技术的芯片制造商。


 
10月7日,这家全球最大的晶圆代工厂宣布成为业界首个基于EUV(极紫外,Extreme Ultra-Violet)技术商业化7nm plus(N7 +)节点技术的公司。台积电在一份新闻声明中表示,他们已在迅速部署产能,以满足多个客户对N7 +节点技术的需求。
 
“就所使用和订购的设备工具,生产的商业化EUV晶圆数量以及将EUV技术融入路线图的情况来看,TSMC在EUV相关技术中都处于领先地位,”Arete Research的高级分析师Jim Fontanelli说。
 
据其所述,目前该技术的优势在于7nm+的制程能力,该制程中大概有三层需要使用EUV完成。据Fontanelli称,预计到2020年下半年,台积电会通过增加EUV在其制程中的使用次数(约15次)将这一量产规格推进到5nm,然后会在2020年底将通过4层的EUV使用次数达成6nm的量产规格。

台积电或成第一家商业化EUV光刻技术的芯片制造商
 
图1. EUV光刻技术发展的时间线(来源:蔡司)
 
他还补充说,由于7nm晶圆的供应量有限,AMD可能是台积电7nm+节点的主要客户,但是华为将率先使用5nm节点,其次是苹果,二者都试图利用芯片尺寸的优势改进现有产品。同样由于7nm晶圆的持续供应产能有限,联发科可能会成为最先使用台积电6nm节点技术的客户。
 
台积电(TSMC)代工业务的主要竞争对手三星表示,EUV技术一直以来都很难应用,但该技术对于芯片功能的精细化至关重要。他们还着重强调了现在的困难是,EUV光刻的目标功率至少为250 W,而其他常规光刻源的目标功率要比此低得多。浸没式光刻光源的目标功率为90 W,干式ArF(氟化氩)光刻源为45 W,KrF(氟化氪)光刻源为40W。高数值孔径(High NA)的EUV光刻源至少需要500W。
 
不过,EUV技术也有着非常大优势,这一优势足以抵消7nm及更高节点上制造芯片的高昂费用。三星表示,EUV技术可以将掩模使用次数(Mask Level)降低约20%,从而缩短了生产周期。利用EUV工艺的芯片设计人员可以避免使用193nm浸没式光刻技术时不得不使用的三重和四重图案化技术。
 
三星代工业务的专业人士Yongjoo Jeon表示:“随着时间的推移,这项日趋强大的技术将变得越来越具吸引力,这对于半导体行业来说也是必不可少的。”
 
根据Arete分析师Fontanelli的说法,三星于去年年底就推出了带有7LPP节点的EUV技术,不过其产能不高,目前主要用于三星内部的应用处理器和高通公司。他说,三星计划明年推出6nm EUV技术,并计划于2021年推出5nm EUV技术。




Fontanelli说:“关键问题还是可供应晶圆的产能,因为三星已经为其内部的手机应用预留了一定的产能,他们在其他高端客户群中只有有限的外部客户,高通公司是其主要客户。”他还补充说,三星可能会将高通的部分业务输给台积电。
 
EUV三重奏

目前,只有三家芯片制造商(台积电,三星和英特尔)计划在其生产路线图中采用EUV技术。Fontanelli表示,英特尔目前位居第三。
 
 “英特尔似乎已经完全致力于7nm的EUV技术,这一制程节点将在2021年的某个时候实现,”Fontanelli说,“由于工艺要求的差异,其在5nm节点处的EUV使用层数可能会低于TSMC,可能少于10层。”
 
 “英特尔是这三者中的佼佼者,因为它没有公开其技术水平的营销压力,而且英特尔一直都非常善于将其光刻技术推进到一个新的节点,”VLSI Research首席执行官Dan Hutcheson表示,“多年来,英特尔一直是EUV技术研究领域最积极的一家。英特尔没有向市场透露其EUV技术进展情况的动机,因此他们在对其生产准备充满信心之前是不会宣布的。”
 
IC Insights副总裁Brian Matas指出,英特尔最初的7nm芯片原定于2017年推出,但14nm和10nm芯片的延迟将该公司7nm MPU的发布计划推迟到了2021年。Matas说,2019年5月,英特尔高管曾声称该公司的7nm技术可以挑战台积电计划中的5nm工艺的性能。
 
EUV技术被广泛采用还需要很多年,较小的芯片制造商目前可以松一口气,他们在可预见的将来还能继续使用较旧的光刻技术。
 
Linley Group首席分析师Linley Gwennap说:“EUV仅在最小的功能实现上才需要,因此我们还是希望晶圆厂能够继续在大多数层上使用光学层面的光刻技术。”TSMC表示7nm +节点制程中有四层使用到EUV技术,下一代的5nm节点制程中将有14层会使用EUV技术。随着晶体管的不断缩小,需要应用EUV技术的层数会变得越来越多。”
 
Gwennap表示,尽管台积电表示其7nm +的良率很高,但目前我们还是没有看到任何配备7nm +处理器的手机上市。他还指出,华为最初的Mate 30手机使用的是7nm Kirin 990,而不是7nm + 的5G版本。相比之下,三星从8月份开始就已经在其Note 10智能手机中搭载基于EUV技术的7nm制程芯片了,所以他们的良率应该还可以。
 
Gwennap最后还说道:“英特尔至少落后了两年,其第一款EUV产品最早也要到2021年下半年。”


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