臺(tái)積電(TSM.US)押注EUV 繼續(xù)領(lǐng)跑芯片制造

盡管臺(tái)積電(TSM.US)不能聲稱(chēng)自己是第一家使用極紫外 (EUV) 光刻技術(shù)的晶圓廠(這一頭銜屬于三星)，但他們確實(shí)可以聲稱(chēng)自己是最大的晶圓廠。因此，該公司多年來(lái)在 EUV 方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，使臺(tái)積電能夠改進(jìn)使用 EUV 工具的方式，以提高生產(chǎn)率/正常運(yùn)行時(shí)間，并降低使用超精細(xì)工具的成本。作為該公司本周歐洲技術(shù)研討會(huì)的一部分，他們更詳細(xì)地介紹了 EUV 使用歷史，以及進(jìn)一步將 EUV 集成到未來(lái)工藝節(jié)點(diǎn)的進(jìn)展。

當(dāng)臺(tái)積電于 2019 年開(kāi)始在其 N7+ 工藝(用于華為海思)上使用 EUV 光刻制造芯片時(shí)，它占據(jù)了全球 EUV 工具安裝基數(shù)的 42%，即使 ASML 在 2020 年增加了 EUV 光刻機(jī)的出貨量，臺(tái)積電的 EUV 份額安裝量實(shí)際上增加到了 50%。到 2024 年，臺(tái)積電的 EUV 光刻系統(tǒng)數(shù)量將比 2019 年增加 10 倍，盡管三星和英特爾都在提高自己的 EUV 產(chǎn)量，但臺(tái)積電目前仍占全球 EUV 安裝基數(shù)的 56%?？梢哉f(shuō)，臺(tái)積電很早就決定大力進(jìn)軍 EUV，因此他們今天仍然擁有 EUV 光刻機(jī)的最大份額。

值得注意的是，臺(tái)積電的EUV晶圓產(chǎn)量增幅更大;臺(tái)積電目前生產(chǎn)的 EUV 晶圓數(shù)量是 2019 年的 30 倍。與工具數(shù)量?jī)H增加 10 倍相比，臺(tái)積電產(chǎn)量增長(zhǎng)了 30 倍，凸顯了臺(tái)積電如何能夠提高 EUV 生產(chǎn)力、減少服務(wù)時(shí)間和減少工具停機(jī)時(shí)間全面的。顯然，這一切都是通過(guò)公司內(nèi)部開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

臺(tái)積電表示，自 2019 年以來(lái)，其 EUV 系統(tǒng)的日晶圓產(chǎn)能已提高兩倍。為此，該公司優(yōu)化了 EUV 曝光劑量及其使用的光刻膠。此外，臺(tái)積電大幅改進(jìn)了 EUV 光罩的薄膜，使其壽命提高了四倍(即增加了正常運(yùn)行時(shí)間)，將每個(gè)薄膜的產(chǎn)量提高了 4.5 倍，并將缺陷率大幅降低了 80 倍(即提高了生產(chǎn)率并增加了正常運(yùn)行時(shí)間)。出于顯而易見(jiàn)的原因，臺(tái)積電沒(méi)有透露它是如何如此顯著地改進(jìn)其薄膜技術(shù)的，但也許隨著時(shí)間的推移，該公司的工程師將與學(xué)術(shù)界分享這一點(diǎn)。

EUV 光刻系統(tǒng)也因其功耗而臭名昭著。因此，除了提高 EUV 工具的生產(chǎn)效率外，該公司還通過(guò)未公開(kāi)的“創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)”，將 EUV 光刻機(jī)的功耗降低了 24%。該公司還沒(méi)有就此結(jié)束：他們計(jì)劃到 2030 年將每個(gè) EUV 工具每個(gè)晶圓的能源效率提高 1.5 倍。

考慮到臺(tái)積電目前已通過(guò)低數(shù)值孔徑 EUV 光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)的所有改進(jìn)，該公司對(duì)未來(lái)能夠繼續(xù)生產(chǎn)尖端芯片充滿(mǎn)信心也就不足為奇了。盡管競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手英特爾已在其未來(lái)的 18A 以下節(jié)點(diǎn)中全力采用高數(shù)值孔徑 EUV，但臺(tái)積電正在尋求利用其高度優(yōu)化且經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)的低數(shù)值孔徑 EUV 工具，以避免主要技術(shù)的潛在陷阱如此快的過(guò)渡，同時(shí)還獲得了使用成熟工具的成本效益。

本文轉(zhuǎn)載自半導(dǎo)體行業(yè)觀察，智通財(cái)經(jīng)編輯：陳雯芳。