6月2日,臺積電采用線上形式舉行了2021年技術論壇,并在活動上分享了最新技術進展,公布了包括針對下一代5G射頻器件與WiFi6/6e產品的N6RF制程、針對汽車應用的N5A制程、以及3DFabric系列封裝與芯片堆疊技術的強化版。
臺積電總裁魏哲家表示,疫情加速了數(shù)字化的腳步,并對所有產業(yè)皆造成沖擊。他預測,疫情之后數(shù)字化轉型相關的投資仍將持續(xù),從而形成數(shù)字全球經濟。同時,數(shù)字化轉型為半導體產業(yè)開啟了充滿機會的嶄新格局。
魏哲家提到,為提供更高的運算能力和更高效的網(wǎng)路基礎建設,高效能運算(HPC)應用的需求激增,使得高效能運算應用成為驅動半導體技術的主要動能之一。
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帶入車輛之中,搭載N5的運算效能、功耗效率、以及邏輯密度,同時符合AEC-Q100 Grade 2嚴格的品質與可靠性要求,以及其他汽車安全與品質的標準,臺積電汽車設計實現(xiàn)平臺也提供支持。該芯片目標在于滿足汽車應用對于運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。預計于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,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,同時兼顧消費者所需的效能、功能與電池壽命,并將強化支持WiFi 6/6e的效能與功耗效率。
3nm芯片:該芯片相較于N5技術速度增快15%,功耗降低達30%,邏輯密度增加達70%。目標于2022年下半年在南科的Fab 18晶圓開始量產,屆時將成為全球最先進的邏輯技術。
4nm芯片:該芯片制程技術開發(fā)順利,預計2021年第三季度開始試產,較先前規(guī)劃提早一個季度。
此外,臺積電對移動應用等5個方面的進展進行了披露:
3DFabric系統(tǒng)整合解決方案方面:臺積電持續(xù)擴展由三維堆疊及先進封裝技術組成的完備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)的版本預計2021年完成N7驗證,并于2022年在新的全自動化晶圓廠開始生產。
高效能運算應用方面: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。
移動應用方面:推出InFO_B解決方案,將強大的行動處理器整合,提供強化的效能與功耗效率,并且支持移動設備制造廠商封裝時所需的動態(tài)隨機存取記憶體堆疊。
特殊制程方面:為廣泛的應用提供同級最佳的特殊制程技術,包括CMOS影像感測、電源管理技術等,并提供客制化服務為客戶創(chuàng)造獨特的差異性。2020年,臺積電運用超過280項技術,為500多個客戶生產超過1.1萬種產品。
綠色制造方面:承諾到2050年臺積電所有生產廠房和辦公室將100%使用再生能源,中期目標是到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,預計2023年進行試產,其將采用最先進的回收和純化制程,將廢棄物轉化為電子級化學品。
臺積電表示,目前2nm工藝剛剛進入正式研發(fā)階段。根據(jù)試驗,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結構。
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)階段已經開工,工程正順利進行。該工廠有望自2024年開始量產5納米制程芯片,屆時月產能約2萬片。并稱,2022年底臺積電將有5座3D封裝(3DFabric)專用晶圓廠。
臺積電資深副總經理秦永沛宣布,臺積電計劃今年年底將EUV薄膜產能增加一倍,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制程擴產,Fab 18第5-8期廠將負責N3制程。另外,臺積電還計劃在新竹建立新廠Fab 20,用于N2制程生產。
臺積電先進技術業(yè)務開發(fā)處長袁立本表示,出于成本考量,中低階手機、消費電子產品等產品采用最先進制程技術時間會稍有延遲,目前多數(shù)采用16/12nm并正向6nm邁進,預計至2023年此類產品的主流技術將會是4nm。