半導體晶圓持續微型化 埃米單位晶片提上日程

記者/周子寧

半導體科技發展蓬勃的今日,矽元件與晶片仍在不斷追求微型化,而台積電、三星等大廠目前已擁有3奈米晶圓,正致力於2/3奈米、2奈米微型製程的發展。在「2022 國際電子元件會議」(IEDM 2022)上,Intel執行副總裁Ann Kelleher也表示,20A(2奈米)的製程最快能在2024年1月進入預備生產階段。18A(1.8奈米)製程預計會提前於2024年第二季進入預備期。全球半導體產業正積極革新,希望從後奈米時代邁向埃米(Angstrom)時代。

半導體晶圓持續微型化。圖/RF123

奈米?埃米?

埃米(Angstrom,通常簡寫為A)是晶體學、原子物理、超顯微結構等領域常用的一種長度單位,用於測量極小距離,1A等於10-10米,相當於奈米的十分之一(20A即是指2奈米)。該單位由瑞典物理學家安德斯·約納斯·奧斯特倫(Anders Jonas Ångström)在1868年命名,起初用於測量太陽光中的電磁輻射波長,埃米單位的發現使Anders Jonas Ångström 成為光譜學的創始人之一。

雖然埃米距離為10-10米,但由於單位數非常小,儀表標準中的誤差比埃米單位大,因此埃米的定義是由它自己的標準精確定義的。值得注意的是,該單位雖然是全球公認的距離單位,但並非國際單位系統(SI)或公制單位。

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IC產業與埃米

台積電、英特爾和三星等晶圓製造巨頭競相發展晶圓微型技術,英特爾和台積電先後宣布將於2024年開始準備生產2奈米(20A)製程。台積電利用GAAFET奈米片架構,預計根據其邏輯先進製程技術藍圖,2026年同一架構可望推進至14A(1.4奈米),並計劃於2028年進入10A(1奈米)世代。根據《DigiTimes》報導,三星代工廠副總裁鄭基泰表示,三星即將推出的14A(1.4奈米級)製程技術,旨在直接跨越激烈競爭的2奈米階段,向10A階段邁進。

無論晶圓微型化的競爭鹿死誰手,隨著埃米世代接近、製程微縮,勢必需要新一代EUV(極紫外光)微影技術及新興材料支援。目前荷蘭半導體製造商艾司摩爾也積極與台積電、Intel、三星等大廠合作,投入新一代High-NA的EUV技術開發,預期2025年後加強版2奈米可望先行試用,期望在半導體產業正式進入埃米世代後支援各半導體廠量產。

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