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耗费巨资购买EUV光刻机 台积电有何打算

2017-01-24
關鍵詞: EUV 台积电 半导体 10nm

據報導,艾司摩爾(ASML)上周公布上季財報亮眼,并宣布已接到新一代極紫外光(EUV)微影機臺六部訂單,有分析師推測,臺積電可能訂走了其中五臺,即一口氣買下5.5億美元的設備。

EUV機臺每臺價值1.1億美元。研究半導體設備業者的Summit Redstone Partners分析師耶爾(Jagadish Iyer)說:“我們相信他們(ASML)處于轉折點,除非相信技術已經成熟,沒有業者會同時買下每臺1.1億美元的機臺。”他認為是一口氣訂購五臺的客戶是臺積電。

半導體顧問公司(SA)半導體分析師梅爾(RobertMaire)估計,ASML今年12部EUV機臺的產能已滿載。耶爾認為,今年半導體設備支出可能超過業界預測的350億美元,他說,三星電子為奪回臺積電的訂單,將會設法趕上并爭取半導體的生意。

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臺積電為什么要耗費巨資購買EUV光刻機?

我們都知道半導體工藝越先進越好,用以衡量工藝進步的就是線寬,常說的xx nm工藝就代表這個,這個數字越小就代表晶體管越小,晶體管密度就越大。現在半導體公司已經進軍10nm工藝,但面臨的物理限制越來越高,半導體工藝提升需要全新的設備。EUV極紫外光刻機就是制程突破10nm及之后的7nm、5nm工藝的關鍵。因此臺積電對EUV那么捉急。

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而在這些工藝上的快讀推進,謀求領先,也是臺積電那么積極購買EUV的原因之一。

臺積電聯系CEO劉德音在2016年的某個會議上公布了TSMC的2020路線圖,認為EUV光刻工藝在2020年時能有效降低量產5nm工藝的成本,TSMC計劃在5nm節點上應用EUV工藝以提高密度、簡化工藝并降低成本。

目前TSMC公司已經在7nm節點研發上使用了EUV工藝,實現了EUV掃描機、光罩及印刷的工藝集成。TSMC表示目前他們有4臺ASML公司的NX:3400光刻機在運行,2017年Q1季度還會再購買2臺。

之前有報道稱三星也購買了ASML公司的量產型EUV光刻機,目的是在2017年加速7nm工藝量產。

EUV是新一代半導體工藝突破的關鍵,但進展一直比較緩慢,至少比三星、TSMC兩家的嘴炮慢得多——早前TSMC宣稱在2016年的10nm節點就能用上EUV工藝,之后又說7nm節點量產EUV工藝,但現實情況并沒有這么樂觀,現在他們的說法也是2020年的5nm節點,跟Intel的預計差不多了。

TSMC表示他們的10nm工藝已經有三個客戶完成流片,雖然沒公布客戶名稱,但用得起10nm工藝的芯片也就是蘋果A10、聯發科X30(被海思、展訊刺激的聯發科在X30上爆發了)以及海思新一代麒麟處理器,流片的估計就是這三家了。

TSMC表示今年底之前還會有更多客戶的10nm芯片流片,該工藝將在2017年Q1季度量產。

至于7nm,TSMC表示他們已經提前256Mb SRAM芯片,進展順利,CEO表示相信TSMC的7nm工藝在PPA密度、功耗及性能方面要比對手更出色,已經有高性能客戶預計在2017年上半年流片,正式量產則是在2018年。

至于5nm,臺積電表示,在制程基地塵埃落定后,最快今年就可動工,目標則是要在2020年量產,屆時將有望甩開三星與英特爾,獨步全球。

臺積電南科廠目前主力制程為16納米,后續10納米及7納米則是放在中科,而接續的5納米制程將會由南科廠來擔綱。臺積電廠務處處長莊子壽表示,5 納米制程為未來2~3 年的計畫,目前仍在發展中。而關于廠區部分,則是規劃占地約40 公頃,投資金額上千億元,待臺積電董事會通過后就會啟動,最快今年將動工。

據悉,南科環差案能順利通過的原因,是因為南科承諾未來將采用每日3.25噸的再生水取代農業用水,包括永康再生水的1.25萬噸及日后臺積電將投資20億元自設再生水廠,供應2萬噸再生水,供5納米制程使用。

環評委員李育明表示,南科環差案自2014年底,歷經2年審查。因臺積電更新半導體制程,需增加用水用電量,因此依規定須辦理環差變更,如今環保署順利通過南科環差案,也讓臺積電在未來的競爭布局上再下一城,又往前推進一步。

臺積電自去年底陸續斬獲好消息,在晶圓代工方面仍穩居龍頭寶座,市占率逼近六成,大幅領先格羅方德的11%與聯電的9%。而半導體研究機構ICinsights更看好晶圓代工將在2021年達到721億美元的市場,對身為該領域龍頭的臺積電來說將是一大利多。

此外,臺積電、三星與英特爾之間先進制程的戰局依舊如火如荼的展開,三方比拼毫不手軟。從近期“戰況”來看,在10納米制程上,臺積電已趕在去年Q4進入量產階段,最快今年Q1就可挹注營收。而三星進度則是與之不相上下,至于去年靜悄悄的英特爾則是在今年CES展前記者會上才推出10納米產品。但是業界仍看好臺積電在良率穩定度上的優勢,且在產能上亦具有經濟規模優勢,因此臺積電仍將在10納米市場上技高一籌。

至于7納米布局,臺積電則是狠狠甩開三星,據傳將在今年Q1正式展開試產。據了解,目前臺積電7納米試投片情況十分順利,包括賽靈思(Xilinx)、英偉達(NVIDIA)均將采用外,高通(Qualcomm)也傳出將在7納米重回臺積電投片。

而業界則預估,臺積電7納米將在2018年正式進入量產,屆時將正式超越英特爾(Intel)7納米量產時程超過兩年。早前英特爾因征才啟示意外透露該公司可能于2021年才進行7納米量產,也就是說,若臺積電5納米順利在2020年量產,這將使臺積電一舉超越勁敵英特爾,并將其推上在先進芯片科技上的領導地位。


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