台積電購入新EUV 預計2030邁入1nm製程

編譯/高晟鈞

隨著1nm晶片競賽腳步加快,台積電將成為繼英特爾後,第二家獲得最先進極紫外光(High-NA EUV)設備的晶片製造公司。據《日經亞洲》報導,台積電將於今年底於新竹的研發中心安裝來自荷蘭ASML的高數值孔徑極紫外光微影系統。

ASML的NXE 和 EXE 系統使用極紫外線 (EUV) 光,提供高解析度光刻,使世界上最先進的微晶片的大規模生產成為可能。
ASML的NXE 和 EXE 系統使用極紫外線 (EUV) 光,提供高解析度光刻,使世界上最先進的微晶片的大規模生產成為可能。(圖/取自ASML官網)

ASML新一代的High-NA EUV曝光機

艾司摩爾(ASML)的高數值孔徑EUV設備,是2奈米製程節點晶片的必備設備,每台的成本超過3.5億歐元(3.73 億美元),一年僅生產5至6台。而截至明年,大部分高數值孔徑EUV設備的訂單,已經由英特爾包辦。

今年四月底時,英特爾宣布完成業界第一台商用高數值孔徑極紫外光High NA EUV曝光機的組裝,並在日前完成第二台組裝,預計在2027年啟用,企圖強勢回歸半導體技術龍頭。

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台積電方面,考量到高數值孔徑EUV的要價昂貴,以及開發與評估工作所耗費的時間,因此雖將其納入技術升級路線圖裡,但計畫在2025年末推出的2nm製程(A16),將繼續沿用目前的EUV微影系統。據報導,台積電的目標是最早在2028年開始在1.4nm(A14)節點,2030年開始1nm(A10)節點採用高數值孔徑的EUV微影系統。

美國制裁推動中國實現光刻自主

對於中國來說,美國制裁使其無法購買EUV系統,而其能獲得的上一代DUV系統,意謂著製成的上限為5奈米。上海微電子設備有限公司(SMEE)製造的國產光刻設備,在65奈米以下雖具有商業可行性,但用於28奈米製程節點的光刻系統卻面臨瓶頸。相較之下,艾司摩爾從首款EUV系統出貨到大批量生產,花了六年時間,並經過10年的研發才能夠出貨第一台高數值孔徑EUV光刻系統。

然而,制裁卻也激勵的中國各項技術的開發,畢竟就連最先進的IC製造商三星與SK海力士,都並未開發屬於自己的光刻設備。其中,包括華為在內的中國各大公司與實驗室,著眼於結合矽積體電路與光學的矽光子學,因無需使用EUV微影,即可處理和傳輸大量資料而大放異彩。

一些專家認為,矽光子將顛覆半導體產業,甚至重新定義美國與中國的技術競爭戰線,使得晶片制裁變得毫無意義。同時,矽光子的突破將幫助中國在人工智慧領域保持競爭力。

資料來源:Asiatimes

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