Baru-baru ini, dilaporkan bahwa TSMC telah membuat terobosan besar dalam penelitian dan pengembangan proses lanjutan 2nm dan telah berhasil menemukan jalur untuk menembus gate-all-around (GAA) teknologi.
Pengejaran proses yang lebih maju dengan menggunakan proses yang matang dan karakteristik selalu menjadi arahan produsen chip seperti TSMC dan Samsung. Sebelumnya, Samsung menyatakan akan memimpin dalam memperkenalkan teknologi GAA pada 3nm, mengungkapkan ambisinya untuk menjadi pemimpin pengecoran chip global. Kali ini, TSMC telah membuat terobosan besar dalam penelitian dan pengembangan proses 2nm, yang menonjolkan kekuatan penelitian dan pengembangannya yang kuat, dan juga mengintensifkan persaingan antara dua raksasa pengecoran chip.
TSMC, Samsung bersaing untuk proses yang lebih maju
Setelah lahirnya Hukum Moore, ukuran chip semakin kecil dan semakin kecil, dan perusahaan terus mengeksplorasi proses dan bahan baru untuk dikembangkan. semikonduktor produk dan meningkatkan kinerja. Mo Dakang, seorang ahli dalam Semikonduktor industri, mengatakan kepada reporter “China Electronics News” bahwa jalur pengembangan utama saat ini semikonduktor industri adalah pengurangan ukuran secara terus-menerus. Pengurangan ukuran dapat menghasilkan peningkatan integrasi, peningkatan kinerja produk, dan pengurangan biaya produk.
TSMC dan Samsung adalah pemimpin dalam pengecoran chip. Menurut TrendForce, pada kuartal kedua tahun ini, TSMC memenangkan 51.5% pangsa pengecoran chip, menduduki puncak daftar, diikuti oleh Samsung dengan sekitar 19%. Jin Cunzhong, sekretaris jenderal Asosiasi Peralatan Khusus Elektronik China, menunjukkan bahwa TSMC berada di depan Samsung dalam jadwal produksi massal 7 nanometer. Dalam hal ini, Zhou Peng, wakil dekan Fakultas Mikroelektronika Universitas Fudan, memberikan informasi yang lebih spesifik: TSMC mengumumkan produksi massal proses 7-nanometer pada awal April 2018, dan memperoleh pelanggan dari Apple, Huawei HiSilicon, AMD , Qualcomm dan pelanggan lainnya. Pesanan massal 7nm. Sementara Samsung mengumumkan pada Oktober 2018 bahwa proses 7nm-nya telah diproduksi secara massal, keterlambatan waktu telah menyebabkan hilangnya sejumlah besar pesanan pelanggan.
Di bidang manufaktur lanjutan, TSMC dan Samsung terus “bersaing”. Mengambil proses 5nm sebagai contoh, TSMC telah memenangkan semua pesanan untuk empat prosesor iPhone baru Apple yang akan datang pada paruh kedua tahun ini. Jin Cunzhong mengatakan kepada wartawan bahwa TSMC diperkirakan akan mencapai produksi massal 5 nanometer tahun ini, tetapi Samsung tidak dapat melakukannya. Melihat bahwa TSMC telah memenangkan banyak pesanan 5nm, Samsung tidak mau ketinggalan, dan mengumumkan akan mengubah basis chip proses 7nm sebelumnya menjadi basis produksi proses 5nm untuk menyediakan layanan pengecoran chip untuk produsen pihak ketiga. mencoba menggunakan cara "terburu-buru" 5nm untuk mengejar ketinggalan dengan TSMC. Dilaporkan bahwa Samsung telah memperoleh beberapa pesanan pengecoran chip Qualcomm 5G, dan akan menggunakan proses 5nm untuk memproduksi chip.
Dalam persaingan proses yang lebih maju, TSMC dan Samsung masih "mengejar saya". Zhou Peng memperkenalkan bahwa Samsung telah menginvestasikan banyak uang dalam penelitian dan pengembangan proses yang lebih maju. Pada saat yang sama, itu juga menyesuaikan peta jalan proses chip. Ini akan melewati proses 4-nanometer dan langsung meningkat dari 5-nanometer menjadi 3-nanometer. Dalam proses 3-nanometer Pertama mengumumkan bahwa teknologi GAA akan digunakan. Samsung juga membuat MBCFET (Multi-Bridge-Channel Field Effect Transistors) berdasarkan nanosheets, yang secara signifikan dapat meningkatkan Transistor kinerja untuk menggantikan FinFET Transistor teknologi.
Mo Dakang mengatakan kepada wartawan bahwa meskipun TSMC tertinggal dari Samsung dalam jadwal pengembangan arsitektur GAA, TSMC berencana untuk tetap menggunakan teknologi FinFET dalam proses 3nm. Mengurangi perubahan alat produksi dapat menjaga struktur biaya tetap stabil dan mengurangi pelanggan. perubahan desain, mengurangi biaya produksi mereka, atau menghasilkan hasil yang lebih baik. Zhou Peng mengatakan bahwa TSMC telah mulai merencanakan proses 3 nanometer bertahun-tahun yang lalu, dan berencana untuk mencapai produksi massal pada tahun 2021. Pada node berikutnya, 2nm, TSMC tampaknya selangkah lebih maju, dan kali ini mereka telah membuat kemajuan besar. terobosan dalam pengembangan penelitian dan pengembangan proses lanjutan 2nm. Dilaporkan bahwa TSMC mengumumkan akan membangun pabrik di Southern Science and Technology Park di Taiwan, China, dan memulai penelitian dan pengembangan proses 2-nanometer. Diharapkan akan diproduksi paling cepat tahun 2024. Dan Samsung hanya memiliki sedikit informasi tentang penelitian dan pengembangan proses 2nm.
Mengapa TSMC "memimpin" dalam manufaktur maju?
Di bawah "tongkat" Hukum Moore, persaingan untuk proses yang lebih maju dalam pengecoran telah meningkat. Zhou Peng mengatakan kepada wartawan bahwa dalam hal proses pembuatan lanjutan, tiga raksasa pengecoran chip TSMC, Samsung dan Intel berada di kubu pertama. Intel memiliki rencana untuk meluncurkan 7nm (setara dengan 5nm) pada tahun 2021, tetapi sebagian besar masih menempel pada node 10nm, berharap untuk membuat 10nm "ekstrim", sehingga medan perang 7nm dan di bawah node proses hanyalah TSMC. Dan Samsung, menunjukkan pola kompetisi oligarki yang absolut. Kali ini, TSMC telah membuat terobosan besar dalam penelitian dan pengembangan proses lanjutan 2nm, yang berarti bahwa TSMC untuk sementara berada di posisi terdepan dalam proses yang lebih maju. Jadi, mengapa TSMC dapat "memimpin" dalam proses yang lebih maju?
Mo Dakang memperkenalkan bahwa sebenarnya TSMC tidak “bertarung sendirian”. TSMC mampu membuat terobosan dalam teknologi 2nm “sebelumnya”, berkat dukungan dari kelompok besar di belakangnya. Dilaporkan bahwa TSMC selalu menekankan bahwa mereka menjaga sikap netral setiap saat saat melakukan OEM, tidak akan bersaing dengan pelanggan untuk mendapatkan pesanan, dan benar-benar dapat mengutamakan kepentingan pelanggan. Oleh karena itu, TSMC telah mampu menjalin hubungan baik dengan pelanggan sejak lama, membuat jumlah kelompok pelanggan (Apple, Xilinx, NVIDIA, dll.) yang tidak memiliki konflik kepentingan dengan TSMC menjadi sangat besar. Setelah chip memasuki proses 3nm, banyak teknologi yang ada sulit untuk memenuhi permintaan. Sebagai pengecoran, TSMC tidak terkecuali. Perlu diselesaikan secara komprehensif dari aspek arsitektur perangkat, variasi proses, efek termal, peralatan dan material. Namun, karena TSMC memiliki basis pelanggan yang besar di belakangnya, TSMC dapat bekerja sama dengan TSMC untuk meningkatkan hasil proses dan mengurangi biaya untuk mempercepat produksi massal, yang juga merupakan kunci kemampuan TSMC untuk "mendahulukan" di bidang 2nm.
Zhou Peng menunjukkan bahwa keunggulan TSMC dalam teknologi FinFET telah memberikan bantuan besar untuk penelitian dan pengembangan TSMC dalam proses lanjutan 2nm, memungkinkannya memimpin. “Saat simpul proses berkembang menjadi 3nm, saluran transistor semakin dipersingkat, dan struktur FinFET menemui batasan efek penerowongan kuantum. GAA-FET setara dengan versi FinFET yang ditingkatkan, gerbang FinFET membungkus sisi saluran 3, dan kontrol FinFET Mekanisme kebocoran arus gerbang serupa, dan teknologi GAA membungkus keempat sisi saluran untuk lebih meningkatkan kinerja gerbang. kemampuan untuk mengontrol saluran saat ini. TSMC memiliki latar belakang yang mendalam di bidang teknologi FinFET, dan teknologi ini telah diakumulasikan agar TSMC berhasil bertransformasi dari FinFET 3nm Peralihan teknologi ke teknologi GAA 2nm telah memainkan peran penting dalam mempromosikan, sangat mempersingkat siklus iterasi proses lanjutan TSMC pembaruan teknologi.” Zhou Peng mengatakan kepada wartawan.
Pada saat yang sama, TSMC juga siap untuk dukungan peralatan. Zhou Peng mengatakan bahwa untuk mewujudkan proses lanjutan 2-nanometer, TSMC telah memesan peralatan litografi ultraviolet ekstrim (EUV) ASML dalam jumlah besar. Namun, Zhou Peng juga menunjukkan bahwa keakuratan litografi secara langsung menentukan keakuratan prosesnya. Untuk proses lanjutan 2 nm, teknologi EUV dengan aperture numerik tinggi masih perlu dikembangkan. Optimalisasi sumber cahaya dan alat masker, serta hasil dan akurasi EUV semuanya merupakan faktor penting untuk mencapai terobosan dalam teknologi proses yang lebih maju.
Terobosan TSMC atau merangsang pabrikan lain untuk meningkatkan teknologi
Terobosan teknologi besar dalam proses yang lebih maju akan memengaruhi keseluruhan integrasi sirkit industri dan struktur pasar. Zhou Peng mengatakan bahwa meskipun evaluasi teknologi proses perlu mempertimbangkan kepadatan, kinerja, dan konsumsi daya transistor aktual, pengenalan teknologi utama dalam proses lanjutan sangat penting bagi industri sirkuit terpadu dan struktur pasar. “Dalam proses R&D proses lanjutan, biaya setiap lini produksi teknologi melebihi 10 miliar dolar AS. R&D dan biaya produksi yang lebih tinggi sesuai dengan tantangan teknis yang lebih sulit. Setiap kali teknologi proses mendekati batas fisik, struktur transistor, Inovasi dan sinergi litografi, deposisi, etsa, integrasi, pengemasan, dan teknologi lainnya dapat memainkan peran yang menentukan dalam terobosan plafon kinerja chip.” Zhou Peng mengatakan kepada wartawan.
Zhou Peng juga mengatakan kepada wartawan bahwa penelitian pada node proses lanjutan sangat penting untuk pengembangan pengecoran logam dan seluruh industri semikonduktor, dan keterlambatan dalam penelitian dan pengembangan pasti akan dilampaui atau bahkan digantikan oleh proses lanjutan dari pabrikan lain. Berdasarkan hal tersebut, Zhou Peng percaya bahwa terobosan teknologi TSMC dalam proses 2nm dapat mendorong pengembangan produk dan peningkatan teknologi perusahaan terkemuka seperti Samsung dan Intel di bidang proses lanjutan.
Zhou Peng memperkirakan bahwa karena proses 3-nanometer TSMC dijadwalkan akan diproduksi secara massal pada tahun 2021, peluncuran 2-nanometernya dapat dilakukan antara tahun 2023 dan 2024. Jadi, jika TSMC berhasil meluncurkan proses 2nm, apakah ini akan mengubah pola pengecoran? pasar di masa depan? Zhou Peng mengatakan bahwa peluncuran pertama dari proses 2nm pasti akan memperluas pangsa TSMC di pasar proses lanjutan, dan bahkan dapat membuka celah dengan Samsung dan Intel. Tentu saja, Samsung dan Intel juga aktif memajukan R&D. Penelitian dan pengembangan teknologi proses penuh dengan variabel, dan masih harus dilihat siapa yang akan memimpin di masa depan.
Mengenai persaingan proses lanjutan di pasar pengecoran, Zhou Peng mengatakan bahwa persaingan semacam ini dapat membawa manfaat bagi seluruh industri dan pengguna sirkuit terpadu. “Permintaan pasar mendorong pengembangan lebih lanjut dari proses manufaktur lanjutan. Tidak peduli siapa pemimpin proses manufaktur maju di masa depan, manfaat utamanya adalah seluruh industri sirkuit terpadu dan semua orang yang menikmati kinerja tinggi Elektronik produk.” Zhou Peng mengatakan kepada wartawan.