Недавно сообщалось, что TSMC совершила крупный прорыв в исследованиях и разработках передового 2-нм техпроцесса и успешно нашла путь к внедрению технологии Gate-All-around (GAA). technology.
Стремление к более совершенным процессам с использованием зрелых и характерных процессов всегда было направлением производителей чипов, таких как TSMC и Samsung. Ранее Samsung заявляла, что возьмет на себя инициативу по внедрению технологии GAA на 3-нанометровом техпроцессе, выразив свое стремление стать мировым лидером в производстве микросхем. На этот раз TSMC совершила крупный прорыв в исследованиях и разработках 2-нанометрового техпроцесса, что подчеркивает ее сильный потенциал в области исследований и разработок, а также усиливает конкуренцию между двумя гигантами по производству микросхем.
TSMC и Samsung конкурируют за более продвинутые процессы
После рождения закона Мура размер чипов становится все меньше и меньше, и компании постоянно изучают новые процессы и материалы для разработки. полупроводник продукты и повысить производительность. Мо Дакан, эксперт в Полупроводниковое промышленности, сообщил репортеру «China Electronics News», что текущий основной маршрут развития полупроводник промышленности является постоянное сокращение размеров. Уменьшение размера может привести к улучшению интеграции, повышению производительности продукта и снижению его стоимости.
TSMC и Samsung являются лидерами в производстве микросхем. По данным TrendForce, во втором квартале этого года TSMC получила 51.5% доли производителя чипов, возглавив список, за ней следует Samsung с примерно 19%. Джин Цуньчжун, генеральный секретарь Китайской ассоциации специального оборудования для электроники, отметил, что TSMC опережает Samsung по графику массового производства по 7-нанометровому техпроцессу. Более конкретную информацию по этому поводу дал заместитель декана факультета микроэлектроники Фуданьского университета Чжоу Пэн: TSMC объявила о массовом производстве 7-нанометрового техпроцесса еще в апреле 2018 года и получила клиентов от Apple, Huawei HiSilicon, AMD , Qualcomm и другие клиенты. Массовые заказы на 7 нм. Хотя в октябре 2018 года Samsung объявила о массовом производстве 7-нанометрового техпроцесса, отставание во времени привело к потере большого количества заказов клиентов.
В области передового производства TSMC и Samsung продолжают «конкурировать». Взяв в качестве примера 5-нанометровый техпроцесс, TSMC получила все заказы на четыре новых процессора Apple для iPhone во второй половине этого года. Джин Цуньчжун сообщил журналистам, что TSMC, как ожидается, в этом году выйдет на массовое производство 5-нанометровых чипов, но Samsung не может этого сделать. Увидев, что TSMC получила большое количество заказов на 5-нм техпроцесс, Samsung не хочет оставаться позади и объявила, что преобразует предыдущую базу 7-нм техпроцесса в производственную базу 5-нм техпроцесса, чтобы предоставлять услуги по производству чипов для сторонних производителей. пытаются использовать «спешный» 5-нм способ, чтобы догнать TSMC. Сообщается, что Samsung получила несколько заказов на изготовление чипов Qualcomm 5G и будет использовать 5-нм процесс для производства чипов.
В соревновании более продвинутых техпроцессов за мной по-прежнему «гоняются» TSMC и Samsung. Чжоу Пэн сообщил, что Samsung вложила много денег в исследования и разработку более совершенных процессов. В то же время он также скорректировал дорожную карту процесса производства чипов. Он пропустит 4-нанометровый процесс и напрямую увеличится с 5-нанометрового до 3-нанометрового. В 3-нанометровом техпроцессе Первым объявят, что будет использоваться технология GAA. Samsung также изготовила MBCFET (многомостовые полевые транзисторы) на основе нанолистов, которые могут значительно улучшить Транзистор производительность для замены FinFET Транзистор технологии.
Мо Дакан сообщил журналистам, что хотя TSMC отстает от Samsung в плане разработки архитектуры GAA, TSMC планирует по-прежнему использовать технологию FinFET в 3-нм техпроцессе. Сокращение изменений в производственных инструментах может сохранить стабильность структуры затрат и сократить количество клиентов. конструктивные изменения, снизить себестоимость производства или добиться лучших результатов. Чжоу Пэн сказал, что TSMC начала планировать 3-нанометровый процесс много лет назад и планирует начать массовое производство в 2021 году. Что касается следующего узла, 2-нм, TSMC, кажется, на шаг впереди, и на этот раз они сделали большой шаг вперед. прорыв в развитии 2-нм передовых технологических исследований и разработок. Сообщается, что TSMC объявила, что построит завод в Южном научно-технологическом парке на Тайване, Китай, и начнет исследования и разработки 2-нанометрового процесса. Ожидается, что он будет запущен в производство уже в 2024 году. А у Samsung мало информации об исследованиях и разработках 2-нм техпроцесса.
Почему TSMC «лидирует» в передовом производстве?
Под «эстафетной палочкой» закона Мура обострилась конкуренция за более совершенные процессы в литейном производстве. Чжоу Пэн сообщил журналистам, что с точки зрения передового производственного процесса три гиганта по производству микросхем TSMC, Samsung и Intel находятся в первом лагере. Intel планирует запустить 7-нм (эквивалент 5-нм) в 2021 году, но она по-прежнему в основном придерживается 10-нм техпроцесса, надеясь сделать 10-нм «экстремальным», поэтому поле битвы 7-нм и ниже технологических узлов — это только TSMC. И Samsung, демонстрирующий абсолютную олигархическую модель конкуренции. На этот раз TSMC совершила крупный прорыв в исследованиях и разработках передовых 2-нм техпроцессов, а это означает, что TSMC временно занимает лидирующие позиции в более передовых техпроцессах. Итак, почему TSMC может «лидировать» в более продвинутых процессах?
Мо Дакан представил, что на самом деле TSMC «сражается не в одиночку». TSMC смогла совершить прорыв в 2-нм технологии «с опережением времени» благодаря поддержке огромной группы, стоящей за ней. Сообщается, что TSMC всегда подчеркивала, что всегда сохраняет нейтральную позицию при работе с OEM, не будет конкурировать с клиентами за заказы и действительно может ставить интересы клиентов на первое место. Таким образом, TSMC удалось установить хорошие отношения с клиентами в течение длительного времени, благодаря чему количество групп клиентов (Apple, Xilinx, NVIDIA и т. д.), не имеющих конфликта интересов с TSMC, очень велико. После того, как чип перейдет на 3-нм техпроцесс, многие существующие технологии уже не смогут удовлетворить спрос. Как литейный завод, TSMC не является исключением. Его необходимо комплексно решить с точки зрения архитектуры устройства, изменения процесса, тепловых эффектов, оборудования и материалов. Однако, поскольку за TSMC стоит огромная клиентская база, она может работать с TSMC над повышением производительности процесса и снижением затрат для ускорения массового производства, что также является ключом к способности TSMC «упреждать» в области 2-нм.
Чжоу Пэн отметил, что преимущества TSMC в технологии FinFET оказали большую помощь в исследованиях и разработках TSMC в области усовершенствованного 2-нм техпроцесса, позволив ей занять лидирующие позиции. «По мере того, как технологический узел развивается до 3 нм, канал транзистора еще больше укорачивается, и структура FinFET сталкивается с ограничением эффекта квантового туннелирования. GAA-FET эквивалентен улучшенной версии FinFET, затвор FinFET оборачивает сторону канала 3 и управление FinFET Механизм тока утечки затвора аналогичен, и технология GAA охватывает все четыре стороны канала для дальнейшего улучшения затвора. возможность управления током канала. TSMC имеет большой опыт в области технологии FinFET, и эти технологии были накоплены для успешного перехода TSMC с 3-нм FinFET. Переход на 2-нм технологию GAA сыграл важную роль в продвижении, значительно сократив цикл итераций передового процесса TSMC. технологическое обновление». Чжоу Пэн сообщил журналистам.
В то же время TSMC также готова к поддержке оборудования. Чжоу Пэн сказал, что для реализации 2-нанометрового усовершенствованного процесса TSMC заказала в ASML большое количество оборудования для экстремальной ультрафиолетовой литографии (EUV). Однако Чжоу Пэн также указал, что точность литографии напрямую определяет точность процесса. Для усовершенствованного процесса 2 нм все еще необходимо разработать технологию EUV с высокой числовой апертурой. Оптимизация инструментов источника света и маски, а также производительность и точность EUV — все это важный фактор для достижения прорывов в более продвинутых технологических процессах.
Прорыв TSMC или стимулирование других производителей к обновлению технологий
Крупные технологические прорывы в более совершенных процессах повлияют на всю интегрированную схема Структура отрасли и рынка. Чжоу Пэн сказал, что, хотя при оценке технологического процесса необходимо учитывать плотность, производительность и энергопотребление реальных транзисторов, внедрение основных технологий в передовые процессы имеет большое значение для отрасли интегральных схем и структуры рынка. «В процессе исследований и разработок передовых процессов стоимость каждой технологической производственной линии превышает 10 миллиардов долларов США. Более высокие затраты на НИОКР и производство соответствуют более сложным техническим задачам. Всякий раз, когда технологический процесс приближается к физическому пределу, транзисторная структура, инновации и синергия литографии, осаждения, травления, интеграции, упаковки и других технологий могут сыграть решающую роль в прорыве потолка производительности чипа». Чжоу Пэн сообщил журналистам.
Чжоу Пэн также сообщил журналистам, что исследования передовых технологических узлов имеют решающее значение для развития литейных производств и всей полупроводниковой промышленности, и отставание в исследованиях и разработках, несомненно, будет преодолено или даже заменено передовыми процессами других производителей. Исходя из этого, Чжоу Пэн считает, что технологический прорыв TSMC в 2-нм техпроцессе может стимулировать разработку продуктов и технологическую модернизацию ведущих компаний, таких как Samsung и Intel, в области передовых техпроцессов.
Чжоу Пэн предсказал, что, поскольку 3-нанометровый процесс TSMC планируется запустить в массовое производство в 2021 году, его 2-нанометровое развертывание может произойти между 2023 и 2024 годами. Таким образом, если TSMC успешно запустит 2-нанометровый процесс, изменит ли это модель литейного производства? рынок в будущем? Чжоу Пэн сказал, что первый запуск 2-нм техпроцесса, безусловно, еще больше увеличит долю TSMC на рынке передовых техпроцессов и может даже сократить разрыв с Samsung и Intel. Конечно, Samsung и Intel также активно продвигают R&D. Исследования и разработки технологических процессов полны переменных, и еще неизвестно, кто в конечном итоге станет лидером в будущем.
Что касается конкуренции передовых процессов на рынке литейного производства, Чжоу Пэн сказал, что такая конкуренция может принести пользу всей отрасли интегральных схем и пользователям. «Рыночный спрос стимулирует дальнейшее развитие передовых производственных процессов. Независимо от того, кто станет лидером передовых производственных процессов в будущем, конечной выгодой будет вся индустрия интегральных схем и каждый, кому нравится высокая производительность. Электронный продукты." Чжоу Пэн сообщил журналистам.