晶圆代工龙头台积电 2 日举办 2021 年技术论坛的台北场次,会中揭示先进逻辑技术、特殊技术、3DFabricTM 先进封装与芯片堆叠技术最新成果。2021 年台积电技术论坛也是连续第 2 年线上举行,并与客户分享台积电最新的技术发展,包括支援下一世代 5G 智能手机与 Wi-Fi 6 / 6e 效能的 N6RF 制程、支援最先进汽车应用的 N5A 制程、3DFabric 系列技术强化版。共计超过 5,000 位全球各地的客户与技术伙伴注册参加 6 月 1~2 日举行的线上技术论坛。
开场主题演讲,台积电总裁魏哲家表示,疫情加速数字化脚步,并对所有产业皆造成冲击。据 IDC 预测,全球 GDP 65% 将与数位经济相关。数字化转型相关投资激增,预期即使疫情后,这类投资仍将持续,并创造数位全球经济。为提供更高的运算能力和更高效的网络基础建设,高效能运算(HPC)应用的需求激增,使高效能运算应用成为驱动半导体技术的主要动能,并需要先进技术才能提供具有竞争力的效能。
魏哲家强调,数字化以前所未有的速度改变社会人们利用科技克服全球疫情带来的隔阂,彼此进行连系与合作,并且解决问题。数位转型为半导体产业开启了充满机会的崭新格局,台积电全球技术论坛彰显了许多我们加强与扩充技术组合的方法,协助客户释放创新。台积电于 2020 年领先业界量产 5 奈米技术,良率提升的速度较前一世代的 7 奈米技术更快。N5 家族之中的 N4 加强版借由减少光罩层,以及与 N5 几近相容的设计法则,提升效能、功耗效率、晶体管密度。自从 2020 年台积电技术论坛公布后,N4 开发进度相当顺利,预计于 2021 年第 3 季开始试产。
台积电也推出 5 奈米家族的最新成员 N5A 制程,目标满足更新颖且更强化的汽车应用对运算能力日益增加的需求,例如支援人工智能的驾驶辅助及数位车辆座舱。 N5A 将现今超级电脑使用的相同技术带入车辆之中,搭载 N5 的运算效能、功耗效率、逻辑密度,同时符合 AEC-Q100 Grade 2 严格的品质与可靠性要求,以及其他汽车安全与品质的标准,台积电生气蓬勃的汽车设计实现平台也提供支援。N5A 预计于 2022 年第 3 季问世。
台积电 N3 技术于 2022 下半年开始量产时将成为全球最先进的逻辑技术。N3 凭著可靠的 FinFET 晶体管架构,支援最佳效能、功耗效率、成本效益。相较于 N5 技术,速度增快 15%,功耗降低达 30%,逻辑密度增加达 70%。
魏哲家发表支援 5G 时代的先进射频技术的 N6RF 制程。相较 4G,5G 智能手机需要更多硅晶面积与功耗支援更高速的无线数据传输,5G 让芯片整合更多功能与元件,随着芯片尺寸日益增大,智能手机内部与电池竞相争取有限空间。台积电首次发表的 N6RF 制程,是将先进的 N6 逻辑制程所具备的功耗、效能、面积优势带入 5G 射频 (RF) 与 Wi-Fi 6 / 6e 解决方案。相较前一世代 16 奈米射频技术,N6RF 晶体管的效能提升超过 16%。N6RF 针对 6GHz 以下及毫米波频段 5G 射频收发器提供大幅降低的功耗与面积,同时兼顾消费者所需的效能、功能与电池寿命。而且,台积电 N6RF 制程亦将强化支援 Wi-Fi 6 / 6e 的效能与功耗效率。
2020 年新发表的 3DFabric 系统整合解决方案方面,台积电持续扩展由三维硅堆叠及先进封装技术组成的完备 3DFabric 系统整合解决方案。针对高效能运算应用,台积电将于 2021 年提供更大光罩尺寸支援整合型扇出暨封装基板 (InFO_oS) 及 CoWoS 封装解决方案,运用范围更大的布局规划整合小芯片及高带宽内存。系统整合芯片中芯片堆叠于晶圆上 (CoW) 版本预计 2021 年完成 N7 对 N7 验证,并于 2022 年在崭新的全自动化晶圆厂开始生产。
行动应用方面,台积电推出 InFO_B 解决方案,将强大的行动处理器整合于轻薄精巧的封装,提供强化效能与功耗效率,并支援行动装置制造厂商封装时所需的动态随机存取内存堆叠。
特殊制程方面,台积电致力为广泛应用提供同级最佳特殊制程技术,包括 RF/连网、CMOS 影像感测、电源管理技术。台积电提供技术的客制化服务,为客户创造独特的差异性,并拥有完善的知识产权保护系统。过去 10 年台积电特殊制程技术实现双位数的成长,奠基于台积电坚定承诺持续投资特殊制程技术开发。过去两年,台积电为支援技术和制造能力成长的总投资增加 4 倍之多。2020 年台积电运用超过 280 项技术,为 500 多个客户生产超过 1 万 1,000 种产品。
绿色制造方面,台积电 2020 年 7 月成为首家加入 RE100 的半导体公司,并承诺到 2050 年,公司所有生产厂房和办公室将 100% 使用再生能源。实现承诺的中期目标是到 2030 年时使用 25% 再生能源。截至 2020 年,台积电购买 1.2 百万瓩再生能源,约占总用电量 7%。台积电今年开始建造业界首座零废弃物制造中心,预计 2023 年试产,采用最先进回收和纯化制程,将废弃物转化为电子级化学品。
(图片来源:影片截图)