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摩爾定律大突破、EUV助1.5奈米於2030年開出

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科技產業資訊室 - May 發表於 2018年5月23日

圖、先進半導體製程與EUV導入時間表
圖片來源:ASML, 2018
 
摩爾定律出現重大突破。半導體設備廠艾斯摩爾ASML)確認1.5奈米製程的發展性,支撐摩爾定律延續至2030年。摩爾定律未亡,至少EUV光刻工藝還可用15年。半導體製造工藝進入10nm之後,難度越來越大。為此,Intel多次調整了產品策略,10nm工藝的產品推遲到2019年,以致於很多人認為摩爾定律將死。當7nm工藝節點將開始採用ASML開發EUV光刻工藝,這將會支持未來15年半導體製造業。ASML表示,部分客戶已經在討論2030年的1.5nm工藝路線圖了。
 
所謂摩爾定律是指半導體製程每18個月,就會推進一個世代。由於電晶體愈做愈小、電路線寬愈來愈窄,幾乎已達到物理極限,一度引起業界憂心半導體先進製程,將面臨無法繼續升級的問題。半導體晶片製造過程,光刻是非常關鍵的一步,決定了晶片的技術水平。目前使用的是沉浸式光刻工藝,未來則是EUV(極紫外光刻)工藝。不過EUV機台設備成本很高昂,一部約1.2億美金。
 
當中美貿易戰引發中興禁售令發布後,中芯隨即向ASML訂購EUV機台。這是中芯首次採購EUV設備,預定2019年出貨。據了解,台積電訂購了10台EUV機台、三星訂購6台、英特爾3台、GlobalFoundries訂1台。只不過,中芯以目前28nm傾國家資本之力追趕國際大廠,在挖來粱孟松協助搶攻14nm技術發展,目標訂2019年底量產。不知採購EUV機台之後,是否有助於中芯朝10nm以下邁進?
 
EUV工藝未來也會升級,ASML將在3奈米與更先進製程採用高數值孔徑(NA)光學系統;去年艾斯摩爾為發展NA系統,20億美金收購德國卡爾蔡司子公司蔡司半導體。現在的EUV工藝數值孔徑還是0.33,可用兩三代工藝,結合蔡司技術後,將合作開發0.5孔徑的EUV工藝,還可以再支撐兩三代工藝,不過這樣的EUV光刻機要等到2024年才能問世。
 
半導體晶圓新一輪軍備競賽將開打,台積電與三星並以製程領先的台積電勝算較大。台積電規劃,導入極紫外光(EUV)的7奈米強化版會於明年(2019)量產;全數採用極紫光外光的5奈米,則會在2020年量產,3奈米預計2022年開出。(700字;圖1)
 
 
參考資料:
Enabling Semiconductor Innovation and Growth:EUV lithography drives Moore’s law well into the next decade. ASML, 2018/3/14.
 

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