14奈米量產(chǎn)迫在眉睫　臺積電：設(shè)備商動作太慢

在Semicon Taiwan半導(dǎo)體設(shè)備展上，晶圓代工大廠臺積電(TSMC)的高層指出，要趕上 14奈米節(jié)點晶片在2015年的量產(chǎn)時程，時間已經(jīng)不多了，但設(shè)備業(yè)者卻動作太慢。臺積電認為，要讓 14奈米晶片達到成本效益，需要采用下一代微影技術(shù)以及 18寸晶圓，但設(shè)備業(yè)者在這兩方面都沒有趕上晶圓代工業(yè)者的時間表。
臺積電研發(fā)資深副總蔣尚義(Shang-Yi Chiang)表示：「我們一天比一天更擔心?！咕A廠的產(chǎn)能需要達到每小時100片以上晶圓片，但到目前為止，超紫外光(EUV)微影技術(shù)產(chǎn)量最多僅能達到每小時5片晶圓；其他兩種采用多重電子束直寫方案的備選微影技術(shù)，一小時的產(chǎn)量甚至不到1片晶圓。

「臺積電在幾個月之前就提出了我們的 18寸晶圓愿望清單，但有部分設(shè)備業(yè)者認為那太趕了，所以現(xiàn)在我們也不知道確切的時間表將會如何；」蔣尚義接受EETimes編輯訪問時指出：「我們可能得采取轉(zhuǎn)換至0.13微米制程時的做法，當時有部分產(chǎn)能是采用8寸晶圓，有部分是采用12寸晶圓?！?br>
臺積電目前計劃在新竹的Fab 12建置一條18寸晶圓試產(chǎn)線，然后在臺中設(shè)置量產(chǎn)線；更大尺寸的晶圓片將有助于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)趕上摩爾定律(Moore's Law)的腳步，并將IC制造成本降低至少30%。18寸晶圓可讓代工業(yè)者減少晶圓廠數(shù)量，并因此節(jié)省大量的土地與人力成本。

舉例來說，為了達到3,200萬片8寸約當晶圓的產(chǎn)能需求，若以現(xiàn)在的12寸晶圓進行生產(chǎn)，臺積電得雇用2萬7,000名工程師維持29座廠房營運，但如果采用18寸晶圓，只需要2萬名工程師、22座廠房?！?8寸晶圓不是一個技術(shù)議題，而是一個在這些日子以來比技術(shù)更重要的經(jīng)濟議題?！故Y尚義表示。


18寸晶圓可讓業(yè)者節(jié)省土地與人力成本

在微影技術(shù)方面，目前的193奈米浸潤式微影系統(tǒng)將使用于臺積電目前正在量產(chǎn)的28奈米節(jié)點，以及下一代的20奈米節(jié)點制程；但在20奈米節(jié)點部分，晶圓廠會需要用到雙重圖形(double patterning)方案，基本上就是讓晶圓片透過某種程序曝光兩次，以畫上更細的線條。

而到了14奈米節(jié)點，以浸潤式微影設(shè)備做雙重圖形，對許多客戶來說價格會變得非常高，所以臺積電將在兩周內(nèi)開始測試ASML的3100系列EUV微影設(shè)備原型機；該公司已經(jīng)開始測試Mapper Lithography的電子束微影設(shè)備，并計劃在明年裝設(shè)另一臺由KLA Tencor提供的電子束微影設(shè)備。

「如果我們無法讓EUV或電子束微影設(shè)備，達到每小時100片晶圓的產(chǎn)量，我們可能會看到很少有客戶愿意繼續(xù)邁向更精細的制程技術(shù)節(jié)點，因為成本實在太高?！故Y尚義表示，臺積電計劃在2015年量產(chǎn)14奈米節(jié)點制程，所以：「我們必須在明年決定要用哪一種微影設(shè)備。如果我們繼續(xù)專注于采用193奈米浸潤式微影，稍后要轉(zhuǎn)換至EUV會變得很困難，而且設(shè)計規(guī)則必須要根據(jù)所選擇的微影技術(shù)來定義，所以時間真的很趕?！?br>

14奈米制程節(jié)點所需的微影技術(shù)成本飆高

蔣尚義表示，浸潤式微影技術(shù)在14奈米節(jié)點會變得非常昂貴，顛覆以往每升級一個節(jié)點、資本設(shè)備支出會減半的原則；而雖然EUV與電子束微影設(shè)備的成本也很高，估計至少需要1.2億美元，但還是會比以浸潤式微影技術(shù)進行雙重圖形來得便宜許多。他并指出，電子束與EUV設(shè)備的價格差不多，但目前正在進行測試的電子束微影設(shè)備不需要光罩，所以成本會比EUV微影技術(shù)稍低一些。

編譯：Judith Cheng

(參考原文： TSMC says equipment vendors late for 14 nm，by Rick Merritt)