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2019臺積電技術研討會亮點頻現:5nm、RF、先進封裝

2019-06-20來源: EEWORLD關鍵字:臺積電  TSMC

2019年6月18日,臺積電(TSMC)在上海召開了一年一度的技術研討會,此次研討會也是首次對媒體開放的研討會,在當前的局勢下,體現出TSMC對于中國半導體市場的重視與支持。

EEWORLD受邀出席此次研討會,首次參加的感受有兩點,一個是參與廠商眾多,TSMC把目前主要的IP、EDA、設計服務、封測廠等合作伙伴均設置了展位,第二是coffee break時間長,通過這兩個細節,可以讓TSMC的客戶可以更全面的開展技術、商務等探討。


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依靠眾合作伙伴,TSMC用戶可以得到除制造外的其他一站式解決方案服務


本次活動的主題主要有三點,分別是先進邏輯、射頻以及先進封裝技術。


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5nm晶圓首次展示,良率已超80%


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在先進邏輯方面,包括明年量產5nm,7nm無縫升級版6nm,以及采用EUV的N7+技術。


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在射頻方面,包括WiFi、毫米波、RFSOI等TSMC都有進一步激化,并且準備將16FinFET引入射頻領域。


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在先進封裝領域,包括CoWoS和InFO將會繼續發展,同時引入前道封裝SoIC和WoW,以實現更高的3D集成度。


羅鎮球:TSMC要做好創新的土壤

TSMC副總經理羅鎮球在歡迎致辭中表示,回顧20多年前,486年代的一臺電腦有100萬個晶體管,而現在一部手機中就擁有超過53億顆晶體管,數量增長了超過5000倍,性能也有3000倍的提升。

羅鎮球表示,在現今創新加速的大環境下,TSMC更是要扮演好創新土壤的角色,為大千世界的創意種子培養壯大。

羅鎮球在總結中國過去一年的成就時表示,過去一年2018年中國一共有400個NTO,經過驗證的產品種類超過1500個,共提供了130萬片12寸晶圓代工服務。

可以說在實現創新創業的過程中,TSMC一直在積極參與。羅鎮球同時強調,TSMC目前的開放合作平臺(Open Innovation Platform)已經有超過40家公司,是大家的通力合作才使TSMC可以不斷滿足客戶的創新。

魏哲佳:技術、生產以及信任是TSMC三個支撐點

TSMC董事長魏哲佳表示,半導體行業進步如此之快,需要創新,需要合作,但最重要的是需要依靠努力。

魏哲佳稱,未來一段時間內最巨大的改變就是5G,5G可以把傳感器、數據等信息更輕松的收集匯聚,但最終目的是通過分析應用,讓生活得到改善。5G的數據分析不光是對于云端應用,同樣給邊緣計算帶來了巨大需求。

這就給芯片帶來了全新需求,“十年前TSMC可以提供低功耗制程,也可以提供高速制程,但并不能同時滿足這兩點需求,而今所有的客戶都對這兩者有了更進一步的要求。”魏哲佳說道。

魏哲佳高興的稱,正是對科技的不斷創新,使得業界對芯片的需求不斷增加,目前仍有大陸客戶找TSMC要7nm產能,這也是對TSMC的認可。

魏哲佳總結出TSMC的三個主要支撐點,分別是技術、生產以及客戶的信任與支持,并給與了詳細解讀。

在技術方面,魏哲佳表示TSMC仍然是全世界唯一量產7nm芯片的公司,市場上所有7nm產品都是TSMC的。

在技術優勢上,魏哲佳分別以制程、技術服務、特色工藝組成等多方面給與介紹。

除了7納米,TSMC正在開發包括N7+,N5以及N6多項技術。其中N7+是采用EUV開發的7nm技術,預計2020年一季度量產。N5則是業界首款5nm制程,目前已經進入試產階段,生態系統已經完善,目前已有客戶進行設計階段,預計明年二季度量產。N6則是隨著對EUV技術的掌握度更加成熟,從而開發出來的一個全新產品,客戶可以直接從7nm的設計復用到6nm,可以充分享受EUV技術所帶來的好處,繼續縮小尺寸功耗及成本,同時無需進行任何設計修改。

談到技術方面,除了先進制程之外,技術服務也是必不可少的,目前TSMC有1300名從事設計服務的員工,而整個生態系統擁有超過10000名相關工程師提供設計規則服務,為最終芯片客戶提供更多優化服務。

在TSMC提供的工藝組合上,魏哲佳表示TSMC一直秉承著以邏輯為基礎支撐,不斷演進在包括ULP、ULL、模擬、射頻、BCD、高壓、MEMS傳感器、圖像傳感器等特色工藝。

產能方面,魏哲佳稱TSMC南京廠Fab 16的建立,打破了業界最快速度建廠的記錄,同時也是世界上最漂亮的Fab。而在臺灣地區,目前FAB 18已經開始進機臺,主要開發5nm及更高制程的產品。魏哲佳表示,2018年TSMC總出貨為1200萬片12寸晶圓,及1100萬片8英寸晶圓。魏哲佳特別強調對于8寸晶圓來說,2013年的出貨量只有570萬片,至今年復合增長率達14.3%,所以TSMC依然在8英寸代工上占有重要地位。

當然這么多產能離不開長期以來的巨額投資,2019年TSMC預計總資本投入達100億到110億美元,而在過去五年中累計投入已超過500億美元。

魏哲佳同時強調了TSMC的品質,力爭實現零缺陷,這也是TSMC可以得到客戶信任的又一重要因素。“我們希望客戶被客戶的客戶問起芯片品質,他們可以簡單回答幾個字,在TSMC生產。”魏哲佳說道。

張曉強:詳解TSMC近期技術細節進展

對于技術方面,TSMC業務開發副總經理張曉強又詳細介紹了一些技術細節。

1、TSMC的7納米制程N7無疑是業界最領先的,隨著7nm產能爬坡迅速,目前的良率是越來越好。

2、N7+是業界第一個采用EUV技術的制程,相比N7,邏輯密度提高20%,預計2019年下半年量產。目前TSMCEUV的功率為280W,明年將達350W。

3、N6結合了N7和N7+的優點,使用EUV減少了MASK,提高良率,邏輯密度得到提高,同時無需進行任何設計遷移,N7的設計可以直接無縫轉移至N6。

4、N5已經RISC Production,這是全新的節點,邏輯密度提升至1.8倍,速度提高15%,功耗降低30%。預計2020年上半年量產。

5、未來AI IOT都是低功耗,所以TSMC將依托advanced ULL/SRAM  advanced RF &analog Advance eNVM三大重點實現低功耗平臺。

6、針對5G的射頻毫米波技術,TSMC首次將16finFET與射頻結合,依托16FF工藝基礎,并疊加RF功能,滿足VDD 55ULP 0.75到 12FFC+-ULL 0.5V,極大降低。

7、eNVM、RRAM以及MRAM技術TSMC都在持續開發。


8、PMIC方面,過去都是130μm或者180μm的產品,TSMC正在開發40nm PMIIC,采用ULP平臺,最高支持24V,會結合RRAM等技術,2019年4季度Qualified。


9、在傳感器代工方面,TSMC 2019年推出0.8μm的CIS,同時也在開發NIR(紅外)技術,TSMC的優勢是將傳感器和邏輯集成,將收發器等做進來,從而實現完整的解決方案。


10、OLED驅動既需要高壓也需要高密度SRAM,因此今年將推出WoW封裝技術,將高壓40nm與邏輯/SRAM的28HPC工藝相結合,使用WoW整合。

11、高級封裝工藝,8年前TSMC開始推出CoWoS封裝工藝,3年前推出InFO,現如今又引入包括SoIC及WoW等偏向前道的3D封裝。

簡正忠:TSMC是如何實現精益求精的生產的

之前張曉強介紹的是TSMC的技術狀況,TSMCFab2及Fab5廠長簡正忠則介紹了TSMC的工廠運營情況。

產能爬坡速度不斷加快,是TSMC生產精髓所在。40nm時代,試產到量產花費了35個月,28nm花費28個月,而從16nm開始,只需要3個月就實現了量產,速度越來越快,代表卓越制造能力得到進一步增強。

7nm 2019共發售100萬片產能,相比2017年增加3倍。

針對5nm,簡正忠介紹了臺南FAB 18,這將是首個量產5nm的工廠,今年2月份開始裝機,預計明年2月量產。

簡正忠引用魏哲佳此前的發言:“我們只給客戶提供最好服務和最佳品質。”所以,一直以來zero excursion和zero defect是TSMC所追求的目標,品質文化也是TSMC最重要的要求。

這兩年包括電腦中毒事件,包括晶圓污染事件都讓TSMC越來越加大對于品質方面的投入。

TSMC在落實品質文化方面,實行的是全員參與。而且目前一旦發生品質事件,都會由高級副總裁、高級總監以及Fab運營負責人將共同行動,足見對于質量的重視。同時,魏哲佳每周和各廠廠長Review品質事件,這代表了TSMC從上到下對維護品質的決心與信心。

在整個工廠運營過程中,包括生產防護、科學方法的測試手段、設備預警維護、運營管理等諸多手段,確保產品質量和效率。

目前TSMC共有超百個防護系統,每天會產生大量信息,TSMC采用AI分析方法學,進行智能監控。目前TSMC的超級資料中心共擁有85Peta bytes數據,比美國國會圖書館的總藏書信息量還要大,所以如何用好數據,讓制程的迭代過程可以加速,是TSMC品質保證中重要的一環。

而在測試方法上,開發了smart sampling抽測方式,可以更廣闊覆蓋被測范圍。

在機臺維護中,同樣采用了AI的方法對機臺進行預測性維護。與此同時,TSMC也利用深度學習的方法進行自動化影像識別,對缺陷進行及時準確查詢。

在汽車市場方面,TSMC近兩年看到了汽車電子化電氣化所帶來的機會,加大在車用市場的投入。對于車規級產品來說,首先是在spec定義上,就會比一般品嚴格,從而確保產品品質。

對于測試來說,任何晶圓有錯誤就會直接報廢,同時也會按照小批量處理原則給客戶提供風險評估報告。而針對可靠性測試,如果有任何die fail的話旁邊4個臨近die也會fail,邊緣的die良率低的話也會fail。同時TSMC也改善抽測方式,車用芯片是100%檢測,以確保不會發生故障率。

這一切需要客戶盡早與TSMC共同評估及開發測試策略,只有這樣才能不斷降低缺陷故障率。比如是否需要通過加壓測試,減少缺陷發生。

DPPM隨著制程演進變得越來越快,16nm DPPM做到小于10用了4年,而7nm只用了不到3年時間就完成了同樣的DPPM。

在之后的論壇議題上,來自先進技術業務開發處總監袁立本介紹了移動及HPC平臺,先進封裝業務開發處副總監鄒覺倫詳細介紹了先進封裝技術,射頻與模擬業務開發處總監孫杰則列舉了射頻及模擬技術上的細節,也正好切合此次大會的幾大主題,包括5nm、先進的前道封裝技術以及毫米波射頻。

其實TSMC什么制程,什么工藝并不重要。重要的是隨時了解客戶需求,通過不斷的技術創新,資本投入,合作開發,滿足客戶創新,做客戶創新土壤,這才是TSMC能夠越來越壯大的最基本原因。

關鍵字:臺積電  TSMC

編輯:冀凱 引用地址:http://www.bp0.com.cn/manufacture/ic465280.html
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