6月2日,臺積電采用線上形式舉行了2021年技術(shù)論壇,并在活動上分享了最新技術(shù)進(jìn)展,公布了包括針對下一代5G射頻器件與WiFi6/6e產(chǎn)品的N6RF制程、針對汽車應(yīng)用的N5A制程、以及3DFabric系列封裝與芯片堆疊技術(shù)的強(qiáng)化版。
臺積電總裁魏哲家表示,疫情加速了數(shù)字化的腳步,并對所有產(chǎn)業(yè)皆造成沖擊。他預(yù)測,疫情之后數(shù)字化轉(zhuǎn)型相關(guān)的投資仍將持續(xù),從而形成數(shù)字全球經(jīng)濟(jì)。同時,數(shù)字化轉(zhuǎn)型為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開啟了充滿機(jī)會的嶄新格局。
魏哲家提到,為提供更高的運(yùn)算能力和更高效的網(wǎng)路基礎(chǔ)建設(shè),高效能運(yùn)算(HPC)應(yīng)用的需求激增,使得高效能運(yùn)算應(yīng)用成為驅(qū)動半導(dǎo)體技術(shù)的主要動能之一。
臺積電在活動上公布的芯片制程包括:
N5A:將現(xiàn)今超級電腦使用的相同技術(shù)帶入車輛之中,搭載N5的運(yùn)算效能、功耗效率、以及邏輯密度,同時符合AEC-Q100 Grade 2嚴(yán)格的品質(zhì)與可靠性要求,以及其他汽車安全與品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn),臺積電汽車設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)平臺也提供支持。該芯片目標(biāo)在于滿足汽車應(yīng)用對于運(yùn)算能力日益增加的需求,例如支援人工智能的駕駛輔助及智能座艙。預(yù)計(jì)于2022年第3季問世。
N6RF:將N6邏輯制程所具備的功耗、效能、面積優(yōu)勢帶入到5G射頻(RF)與WiFi6/6e解決方案。相較于前一代的16nm射頻技術(shù),N6RF電晶體的效能提升超過16%。N6RF針對6GHz以下及毫米波頻段的5G射頻收發(fā)器提供大幅降低的功耗與面積,同時兼顧消費(fèi)者所需的效能、功能與電池壽命,并將強(qiáng)化支持WiFi 6/6e的效能與功耗效率。
3nm芯片:該芯片相較于N5技術(shù)速度增快15%,功耗降低達(dá)30%,邏輯密度增加達(dá)70%。目標(biāo)于2022年下半年在南科的Fab 18晶圓開始量產(chǎn),屆時將成為全球最先進(jìn)的邏輯技術(shù)。
4nm芯片:該芯片制程技術(shù)開發(fā)順利,預(yù)計(jì)2021年第三季度開始試產(chǎn),較先前規(guī)劃提早一個季度。
此外,臺積電對移動應(yīng)用等5個方面的進(jìn)展進(jìn)行了披露:
3DFabric系統(tǒng)整合解決方案方面:臺積電持續(xù)擴(kuò)展由三維堆疊及先進(jìn)封裝技術(shù)組成的完備3DFabric系統(tǒng)整合解決方案。系統(tǒng)整合芯片之中芯片堆疊于晶圓之上(CoW)的版本預(yù)計(jì)2021年完成N7驗(yàn)證,并于2022年在新的全自動化晶圓廠開始生產(chǎn)。
高效能運(yùn)算應(yīng)用方面:將于2021年提供更大的光罩尺寸來支持整合型扇出暨封裝基板(InFO_oS)及CoWoS封裝解決方案,運(yùn)用范圍更大的布局規(guī)劃來整合小芯片及高頻寬記憶體。
移動應(yīng)用方面:推出InFO_B解決方案,將強(qiáng)大的行動處理器整合,提供強(qiáng)化的效能與功耗效率,并且支持移動設(shè)備制造廠商封裝時所需的動態(tài)隨機(jī)存取記憶體堆疊。
特殊制程方面:為廣泛的應(yīng)用提供同級最佳的特殊制程技術(shù),包括CMOS影像感測、電源管理技術(shù)等,并提供客制化服務(wù)為客戶創(chuàng)造獨(dú)特的差異性。2020年,臺積電運(yùn)用超過280項(xiàng)技術(shù),為500多個客戶生產(chǎn)超過1.1萬種產(chǎn)品。
綠色制造方面:承諾到2050年臺積電所有生產(chǎn)廠房和辦公室將100%使用再生能源,中期目標(biāo)是到2030年時使用25%的再生能源。截至2020年,該公司已購買1.2百萬瓩的再生能源,約占總用電量的7%。另外,該公司于2021年開始建造業(yè)界首座零廢棄物制造中心,預(yù)計(jì)2023年進(jìn)行試產(chǎn),其將采用最先進(jìn)的回收和純化制程,將廢棄物轉(zhuǎn)化為電子級化學(xué)品。
臺積電表示,目前2nm工藝剛剛進(jìn)入正式研發(fā)階段。根據(jù)試驗(yàn),納米片晶體管可將Vt波動降低至少15%。臺積電2nm工藝將首次引入納米片晶體管,取代現(xiàn)在的FinFET結(jié)構(gòu)。
臺積電總裁魏哲家透露,該公司斥資120億美元在亞利桑那州建造12英寸晶圓廠,現(xiàn)階段已經(jīng)開工,工程正順利進(jìn)行。該工廠有望自2024年開始量產(chǎn)5納米制程芯片,屆時月產(chǎn)能約2萬片。并稱,2022年底臺積電將有5座3D封裝(3DFabric)專用晶圓廠。
臺積電資深副總經(jīng)理秦永沛宣布,臺積電計(jì)劃今年年底將EUV薄膜產(chǎn)能增加一倍,并增加反射DUV掩膜壽命。并透露,該公司臺南工廠Fab 18第4期用于N5制程擴(kuò)產(chǎn),Fab 18第5-8期廠將負(fù)責(zé)N3制程。另外,臺積電還計(jì)劃在新竹建立新廠Fab 20,用于N2制程生產(chǎn)。
臺積電先進(jìn)技術(shù)業(yè)務(wù)開發(fā)處長袁立本表示,出于成本考量,中低階手機(jī)、消費(fèi)電子產(chǎn)品等產(chǎn)品采用最先進(jìn)制程技術(shù)時間會稍有延遲,目前多數(shù)采用16/12nm并正向6nm邁進(jìn),預(yù)計(jì)至2023年此類產(chǎn)品的主流技術(shù)將會是4nm。