Pengecoran cip bertarung dengan proses pembuatan yang maju, mengapa TSMC 2nm memimpin?

Baru-baru ini, dilaporkan bahawa TSMC telah membuat terobosan besar dalam penyelidikan dan pengembangan proses maju 2nm dan telah berjaya menemukan jalan untuk memotong teknologi gerbang-semua-sekitar (GAA).

Mengejar proses pembuatan yang lebih maju menggunakan proses matang dan ciri selalu menjadi arahan pengeluar cip seperti TSMC dan Samsung. Sebelum ini, Samsung mengatakan bahawa ia akan menjadi yang pertama memperkenalkan teknologi GAA pada jarak 3nm, menyatakan cita-citanya untuk mencapai kedudukan utama pengecoran cip global. Kali ini, TSMC telah membuat terobosan besar dalam penyelidikan dan pengembangan proses 2nm, menyoroti kemampuan penyelidikan dan pengembangannya yang kuat, dan memperhebat persaingan antara dua raksasa pengecoran cip utama.

TSMC dan Samsung bersaing untuk proses yang lebih maju

Setelah kelahiran Moore's Law, ukuran kerepek menjadi semakin kecil, dan syarikat terus meneroka proses dan bahan baru untuk mengembangkan produk semikonduktor dan meningkatkan prestasi. Mo Dakang, seorang pakar dalam industri semikonduktor, memberitahu wartawan China Electronics News bahawa laluan pembangunan utama industri semikonduktor semasa adalah pengurangan ukuran berterusan. Pengurangan ukuran boleh membawa peningkatan integrasi, meningkatkan prestasi produk, dan mengurangkan kos produk.

TSMC dan Samsung adalah peneraju dalam bidang pengecoran cip. Menurut data dari TrendForce, pada suku kedua tahun ini, TSMC mengambil bahagian pengecoran cip sebanyak 51.5%, menduduki tempat pertama, diikuti oleh Samsung dengan bahagian sekitar 19%. Jin Cunzhong, setiausaha agung Persatuan Peralatan Khas Elektronik China, menunjukkan bahawa TSMC mendahului Samsung dalam jadual pengeluaran besar-besaran 7 nanometer. Sehubungan itu, Zhou Peng, wakil dekan Sekolah Mikroelektronik di Universiti Fudan, memberikan maklumat yang lebih spesifik: TSMC mengumumkan pengeluaran besar-besaran proses 7-nanometer seawal April 2018, dan memenangi persetujuan Apple, Huawei HiSilicon, AMD, Qualcomm dan pelanggan lain. Sebilangan besar pesanan 7nm. Samsung mengumumkan pengeluaran besar-besaran prosesnya 7-nanometer pada Oktober 2018, dan kelewatan dalam jadual waktu menyebabkan banyak pesanan pelanggan hilang.

Dalam bidang proses lanjutan, TSMC dan Samsung terus "bersaing". Dengan mengambil contoh proses 5nm, TSMC memenangi semua pesanan untuk empat pemproses iPhone baru yang akan dilancarkan Apple pada separuh kedua tahun ini. Jin Cunzhong memberitahu wartawan bahawa TSMC dijangka mencapai pengeluaran besar-besaran pada 5nm tahun ini, tetapi Samsung tidak dapat melakukannya. Melihat bahawa TSMC telah memenangi sejumlah besar pesanan 5nm, Samsung sebenarnya tidak akan ketinggalan. Ia mengumumkan bahawa ia akan mengubah asas cip proses 7nm sebelumnya menjadi pangkalan pengeluaran proses 5nm untuk menyediakan perkhidmatan pengecoran cip untuk pengeluar pihak ketiga dan cuba "tergesa-gesa" 5nm. Cara untuk mengejar ketinggalan dengan TSMC. Dilaporkan bahawa Samsung telah memperoleh beberapa pesanan pengecoran cip Qualcomm 5G dan akan menggunakan proses 5nm untuk menghasilkan cip.

Dalam persaingan untuk proses pembuatan yang lebih maju, TSMC dan Samsung masih "mengejar saya." Zhou Peng memperkenalkan bahawa Samsung telah melaburkan banyak wang dalam penyelidikan dan pengembangan proses yang lebih maju. Pada masa yang sama, ia juga telah menyesuaikan peta jalan proses cip. Ia akan melangkau proses 4nm dan secara langsung meningkat dari 5nm menjadi 3nm, dan dalam proses 3nm. Yang pertama mengumumkan bahawa ia akan menggunakan teknologi GAA. Samsung juga telah mengeluarkan MBCFET (transistor kesan medan berbilang jambatan) berdasarkan nanosheet, yang dapat meningkatkan prestasi transistor dengan ketara untuk menggantikan teknologi transistor FinFET.

Mo Dakang memberitahu wartawan bahawa walaupun TSMC ketinggalan di belakang Samsung dalam jadual pengembangan seni bina GAA, TSMC merancang untuk tetap menggunakan teknologi FinFET dalam proses 3nm, mengurangkan perubahan alat produksi untuk mengekalkan struktur kosnya dan mengurangi pelanggan. Reka bentuk berubah untuk mengurangkan kos pengeluarannya, atau akan menghasilkan hasil yang lebih baik. Zhou Peng mengatakan bahawa TSMC telah mula merancang proses 3-nanometer bertahun-tahun yang lalu dan merancang untuk mencapai pengeluaran besar-besaran pada tahun 2021. Pada simpul seterusnya, 2nm, TSMC nampaknya selangkah lebih maju. Kali ini, mereka telah membuat terobosan besar dalam penyelidikan dan pengembangan proses 2nm yang maju. Dilaporkan bahawa TSMC mengumumkan akan membangun sebuah kilang di Taman Sains dan Teknologi Selatan di Taiwan, China, dan memulai penyelidikan dan pengembangan proses 2 nanometer. Dan Samsung jarang sekali mendedahkan apa-apa berita mengenai perkembangan proses 2nm.

Mengapa TSMC "memimpin" dalam proses pembuatan yang lebih maju?

Di bawah "baton" Undang-Undang Moore, persaingan untuk proses pembuatan yang lebih maju dalam pengecoran menjadi semakin sengit. Zhou Peng memberitahu wartawan bahawa dari segi proses pembuatan yang maju, tiga syarikat gergasi pengecoran cip utama TSMC, Samsung dan Intel berada di kem pertama. Intel mempunyai rancangan untuk melancarkan 7 nanometer (bersamaan dengan 5 nanometer) pada tahun 2021, tetapi ia masih berpegang pada nod 10 nanometer dan berharap dapat menjadikan 10 nanometer "ekstrem." Oleh itu, hanya TSMC yang tinggal di medan perang untuk node proses 7 nanometer dan di bawah. Dan Samsung menghadirkan corak persaingan oligarki mutlak. Kali ini, TSMC telah membuat terobosan besar dalam penyelidikan dan pengembangan proses maju 2nm, yang bermaksud bahawa TSMC sementara berada dalam posisi terdepan dalam proses yang lebih maju. Jadi, mengapa TSMC dapat memimpin proses pembuatan yang lebih maju?

Menurut Mo Dakang, sebenarnya, TSMC bukan "orang yang berperang". TSMC dapat "memajukan" kejayaan dalam teknologi 2nm, berkat sokongan kumpulan besar di belakangnya. Dilaporkan bahawa TSMC selalu menekankan bahawa ia akan selalu menjaga sikap netral ketika melakukan OEM, tidak akan bersaing dengan pelanggan untuk mendapatkan pesanan, dan benar-benar dapat mengutamakan kepentingan pelanggan. Oleh itu, TSMC telah lama dapat menjalin hubungan baik dengan pelanggan, menjadikan jumlah kumpulan pelanggan (Apple, Xilinx, Nvidia, dll.) Yang tidak mempunyai konflik kepentingan dengan TSMC adalah jumlah yang sangat besar. Setelah cip memasuki proses 3nm, banyak teknologi yang ada sukar untuk memenuhi permintaan. TSMC sebagai pengecoran tidak terkecuali. Ia perlu ditangani secara komprehensif dari aspek seni bina peranti, variasi proses, kesan terma, peralatan dan bahan. Namun, kerana TSMC mempunyai pangkalan pelanggan yang besar di belakangnya yang menyokongnya, ia dapat bekerja dengan TSMC untuk meningkatkan hasil proses dan mengurangi biaya untuk mempercepat produksi massal. Ini juga merupakan kunci untuk "preemptive strike" TSMC di medan 2nm.

Zhou Peng menunjukkan bahawa kelebihan TSMC dalam teknologi FinFET telah banyak membantu R&D TSMC dalam proses pembuatan maju 2nm, yang membolehkannya memimpin. "Semasa nod proses berkembang menjadi 3nm, saluran transistor semakin pendek, dan struktur FinFET menghadapi batasan kesan terowong kuantum. GAA-FET setara dengan versi FinFET yang lebih baik. Pintu FinFET membungkus 3 sisi saluran dan dikendalikan oleh FinFET. Mekanisme arus kebocoran gerbang adalah serupa. Teknologi GAA membungkus keempat-empat sisi saluran untuk meningkatkan lagi kemampuan pintu untuk mengawal arus saluran. TSMC mempunyai asas yang mendalam dalam bidang FinFET. teknologi, dan teknologi ini telah mengumpulkan bahawa TSMC berjaya mengembangkan Finnf 3nm Teknologi beralih ke teknologi GAA 2nm telah memainkan peranan penting dalam mempromosikan, sangat memperpendek kitaran lelaran kemas kini teknologi proses lanjutan TSMC. " Zhou Peng memberitahu wartawan.

Pada masa yang sama, TSMC juga bersedia untuk sokongan peralatan. Zhou Peng mengatakan bahawa TSMC telah memesan peralatan litografi ultraviolet ekstrim (EUV) ASML dalam jumlah besar untuk merealisasikan proses 2nm yang maju. Namun, Zhou Peng juga menunjukkan bahawa ketepatan teknologi fotolitografi secara langsung menentukan ketepatan proses tersebut. Untuk proses maju 2 nanometer, teknologi EUV dengan bukaan berangka tinggi perlu dikembangkan dengan segera. Pengoptimuman alat sumber cahaya dan topeng, serta hasil dan ketepatan EUV. Ini adalah faktor penting dalam mencapai kejayaan dalam proses teknologi yang lebih maju.

TSMC menerobos atau merangsang peningkatan teknologi pengeluar lain

Terobosan teknologi utama dalam proses pembuatan yang lebih maju akan mempengaruhi keseluruhan industri litar bersepadu dan struktur pasaran. Zhou Peng mengatakan bahawa walaupun penilaian teknologi proses perlu dipertimbangkan dari pelbagai dimensi seperti kepadatan transistor, prestasi dan penggunaan kuasa, pengenalan teknologi proses canggih utama sangat penting bagi industri litar bersepadu dan struktur pasaran. "Dalam proses penyelidikan dan pengembangan proses pembuatan yang maju, kos pelaburan untuk setiap barisan pengeluaran teknologi melebihi puluhan bilion dolar. R & D dan kos pengeluaran yang lebih tinggi sesuai dengan cabaran teknikal yang lebih sukar. Setiap kali proses itu menghampiri had fizikal, struktur transistor, Inovasi dan sinergi litografi, pemendapan, pengukiran, penggabungan, pembungkusan dan teknologi lain dapat memainkan peranan penting dalam penembusan siling prestasi cip. " Zhou Peng memberitahu wartawan.

Zhou Peng juga memberitahu wartawan bahawa penyelidikan pada node proses lanjutan sangat penting untuk pengembangan pengecoran dan seluruh industri semikonduktor, dan penundaan dalam penyelidikan dan pengembangan akan dilampaui atau bahkan digantikan oleh proses lanjutan pengeluar lain. Berdasarkan ini, Zhou Peng percaya bahawa kejayaan teknologi TSMC dalam proses 2nm akan merangsang pengembangan produk dan peningkatan teknologi syarikat terkemuka seperti Samsung dan Intel dalam bidang proses lanjutan.

Zhou Peng meramalkan bahawa kerana proses 3-nanometer TSMC dijadualkan untuk pengeluaran besar-besaran pada tahun 2021, pelancaran 2-nanometernya mungkin antara 2023 dan 2024. Oleh itu, jika TSMC berjaya melancarkan proses 2nm, adakah ini akan mengubah corak pasaran pengecoran di masa depan? Zhou Peng mengatakan bahawa pelancaran pertama proses 2nm pasti akan memperluas bahagian TSMC dari pasaran proses yang maju, dan bahkan dapat memperluas jurang dengan Samsung dan Intel. Sudah tentu, Samsung dan Intel juga secara aktif mempromosikan penyelidikan dan pembangunan. Penyelidikan dan pengembangan teknologi proses penuh dengan pemboleh ubah, dan siapa yang akhirnya dapat memimpin di masa depan memerlukan pemerhatian lebih lanjut.

Mengenai persaingan proses pembuatan yang maju di pasaran pengecoran, Zhou Peng mengatakan bahawa persaingan seperti itu dapat membawa manfaat kepada seluruh industri dan pengguna rangkaian terpadu. "Permintaan pasaran mendorong pengembangan proses pembuatan yang lebih maju. Tidak kira siapa yang menjadi pemimpin proses pembuatan maju pada masa akan datang, akhirnya akan memberi manfaat kepada seluruh industri litar bersepadu dan semua orang yang menikmati produk elektronik berprestasi tinggi." Zhou Peng memberitahu wartawan.