Page 84 - TSMC 2020 年報
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民國一百零九年研究發展成果
研究發展組織卓越成果
● 3奈米製程技術 民國一百零九年的研發著重於3奈米製程技術基礎製程制 定、良率提升、電晶體及導線效能改善,以及可靠性評估。 相較於5奈米製程技術,3奈米製程技術顯著地改善晶片 密度,在相同的功耗下提供更好的效能,或在相同的效能 下提供更低的功耗。主要客戶已於民國一百零九年完成3 奈米矽智財的設計,並開始進行驗證。台積公司預計於民 國一百一十年完成3奈米製程技術驗證以進入試產。
● 2奈米製程技術 民國一百零九年,初步研究及路徑尋找之後,台積公司進 行2奈米製程技術的研發階段,著重於測試鍵與測試載具 之設計與實作、光罩製作以及矽試產。
● 微影技術 民國一百零九年微影技術研發的重點在於3奈米技術、2 奈米技術開發和下一世代奈米技術開發的先期準備。針對 3奈米技術的開發,極紫外光(EUV)微影技術展現極佳的 光學能力,與符合預期的晶片良率。研發單位正致力於極 紫外光技術,以減少曝光機光罩缺陷及製程堆疊誤差,並 降低整體成本。民國一百一十年,台積公司在2奈米及更 先進製程上將著重於改善極紫外光技術的品質與成本。
民國一百零九年,台積公司的極紫外光專案在光源功率及 穩定度上有持續性的進展,光源功率的穩定與改善得以 加快先進技術的學習速度與製程開發。此外,極紫外光光 阻製程、光罩保護膜及相關的光罩基板也都展現顯著的 進步,極紫外光技術已全面量產。
● 光罩技術 光罩技術在先進微影技術中極為關鍵。民國一百零九年, 研發組織成功完成3奈米製程光罩技術開發,大量導入更 複雜且先進的極紫外光光罩技術,且持續精進極紫外光 光罩技術,以滿足2奈米微影技術在光罩上的需求。
導線與封裝技術整合
晶 圓 級 系 統 整 合 技 術( W L S I )在 日 益 複 雜 的 應 用 領 域 中 藉 由混合與匹配不同平台而迅速發展。這些包含在晶圓級
系統整合範圍內的技術被命名為3DFabricTM,因為它能 夠實現精細間距的晶片到晶片連接,以及利用現有晶圓 製程的統合製造理念。在3DFabricTM下,先嵌入晶片再做 導線互連的所有製程都稱為整合型扇出(InFO)。而先做 線路重佈層(RDL),然後再將晶片嵌入預製的RDL上就 稱為CoWoS®(Chip-on-Wafer-on-Substrate)。這個新的 命名系統真實反映了製程的本質並指向將來的技術推進 軌跡。與同級製程系統整合晶片(System on Integrated Chips SoIC)、SoW(System on Wafer)和SoIS(System on Integrated Substrate)結合在一起,它們形成了通用的 晶圓級系統整合技術家族,將推動產業界在面對更具挑 戰和多樣化的運算系統整合需求下,滿足未來的系統級 微縮需求。
● 三維積體電路(3DIC)與系統整合晶片(TSMC-SoICTM) 系統整合晶片(TSMC-SoICTM)是創新的晶圓級前段三維 晶片(3DIC)堆疊平台,具有卓越的接合密度、互連頻寬、 功耗效率和薄形輪廓,可透過系統級微縮來延續摩爾定 律,具有持續性的效能提升和成本優勢。系統整合晶片接 下來可以使用傳統封裝或台積公司新的3DFabricTM技術, 例如CoWoS®或整合型扇出來做封裝,支援下一代高效能 運 算 ( ( H P C )、 人 工 智 慧 ( ( A I ) ) 和 行 動 應 用 產 品 。 目 前 台 積 公司已使用微米級接合間距製程完成了晶片對晶圓(Chip on on Wafer Wafer Wafer CoW)和晶圓對晶圓(Wafer on on Wafer Wafer Wafer WoW) 堆疊製程的驗證,具有令人滿意的電性良率和可靠性結 果。台積公司將繼續追求系統整合晶片技術的微縮,以與 台積公司先進的矽技術保持一致,進一步提高電晶體密 度、系統功耗、性能和面積(Power Performance Area PPA)與成本競爭力。
● 後晶片(Chip Last)CoWoS® 含有矽中介層的CoWoS®是針對高端高效能運算與人工 智慧產品應用的2 5D領先技術。此技術具有一個大型的 矽中介層,該中介層具有次微米級的繞線層和整合電容 (integrated capacitors iCap),因此可以在其上面放置 系統單晶片(SoC)和高頻寬記憶體(HBM)等各種小晶 片。正在開發的第五代CoWoS®具有創紀錄的矽中介層面 積,高達2 400平方毫米,相當於三個全光罩(full-reticle) 尺寸。此技術預計於民國一百一十年上半年完成驗證。


















































































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