Page 99 - TSMC 2022 Annual Report
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台積公司繼續研究用於人工智慧和高效能運算應用的 新興高密度、非揮發性記憶體元件和硬體加速器。在 民國一百一十一年的國際固態電路會議(International Solid-State Circuits Conference ISSCC),台積公司展 示了具有混合單層單元和多層單元配置的40奈米相變 化記憶體的記憶體內計算巨集。結合輸入重新排序方 案以增強稀疏性,200萬位元組的設計實現了業界最先 進的能效。在民國一百一十一年的IEDM,台積公司提出 了一種無生成(forming-free)的硫化物記憶體選擇器, 其中引入了額外的缺陷以輔助生成過程並降低生成電 壓(forming voltage)。基於矽氮鍺碳碲(SNGCT)的硫 族化物的無生成低電壓記憶體選擇器,被證明具有超過 1010次循環的高耐久性。
特殊製程技術
台積公司提供多樣化的新製程技術以協助客戶廣泛解決 各類產品的應用:
● 混合訊號/射頻(MS/RF) 近二年COVID-19疫情的限制使得MS/RF晶片在無線連 接方面的需求不斷持續增長,例如5G通訊、WiFi7、物 聯網等應用。民國一百一十一年,台積公司持續加強RF 設計技術協同優化(DTCO),通過系統化的電路效能驗 證,RF技術平台已包含關鍵製程/元件選用/布局優化。 台積公司應用成果提供最佳性能/功率/成本的權衡解 決方案,例如6奈米/12奈米FFC+用於收發器設計,16 奈米/28奈米HPC+用於5G毫米波前端模組(mmWave FEM)設計,以及增強型40奈米特殊製程用於5G RF FEM FEM 設計。
● 電源IC/雙極-互補金屬氧化半導體-雙重擴散金屬氧化 半導體(BCD)
民國一百一十一年,台積公司持續精進其十二吋BCD技術 的製程競爭力,55奈米BCD針對行動裝置電源開關應用 提升5伏元件品質因素優化。延續40奈米BCD 20/24伏技 術,公司將開發28伏及5-16伏高壓元件。22奈米支援5伏 到20伏BCD技術,目前進入可靠度驗證階段。公司也持續 拓展0 13微米BCD技術支援55伏以因應車用市場需求。
● 微機電系統 民國一百一十一年,台積公司使用完成驗證的壓電微機 電技術以量產具備高音質及快速響應的微機電揚聲器。 同時,台積公司完成電容式超音波微換能器技術的驗證 並進入量產,以生產高性能及低成本的醫療超音波影像 晶片。此外,台積公司完成新一代微機電單晶片技術的驗 證,以生產具備高可靠度的車用六軸慣性感測器,應用在 新一代車輛的安全系統及自駕輔助系統上。未來計劃包 含開發下一世代高敏感度壓電麥克風、高訊噪比車用六 軸慣性感測器、醫療用單晶片超音波感測器等應用。
● 氮化鎵半導體 民國一百一十一年,台積公司第一代650伏氮化鎵增強型 高電子移動率電晶體(E-HEMT)已進入穩定量產階段。 為滿足客戶的需求,在民國一百一十一年產能擴充至民 國一百一十年的三倍。此外,為了持續保持台積公司於 氮化鎵電晶體領域的領先優勢,第二代650伏和100伏 E-HEMT已經進入最後可靠度驗證階段,預計於民國一百 一十二年投入生產。台積公司也著眼氮化鎵功率元件於 車用電子應用,正在開發第三代650伏增強型高電子移動 率電晶體,預計於民國一百一十四年推出。
● 互補式金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器 民國一百一十年,台積公司在互補式金屬氧化物半導體 影 像 感 測 器 技 技 術 術 獲 致 數 項 技 技 術 術 成 果 , 包 括 :( 1 ) 開 始 試 產 畫素面積降低16%的新款次微米畫素技術,以支援行動 影像感測市場 (2)運用三片晶圓堆疊技術,試產世上 最小的電壓式全域快門金屬氧化物半導體影像感測器晶 片 , 用 於 近 紅 外 線 與 安 控 相 機 市 場 ( 3 ) 完 成 矽 質 飛 時 測 距單光子崩潰二極體製程的技術移轉予量產工廠,以應 用於三維距離偵測用途 (4)試產以22奈米邏輯晶圓作 為影像訊號處理單元的堆疊式金氧半影像感測器,應用 於高動態範圍車用影像感測。
● 嵌入式快閃記憶體/新興記憶體 民國一百一十一年,台積公司在嵌入式非揮發性記憶體 (non-volatile memory NVM)技術領域達成數項重要 的里程碑。在28奈米製程方面,支援高效能行動運算與