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2019台积电技术研讨会亮点频现:5nm、RF、先进封装

2019-06-20来源: EEWORLD关键字:台积电  TSMC

2019年6月18日,台积电(TSMC)在上海召开了一年一度的技术研讨会,此次研讨会也是首次对媒体开放的研讨会,在当前的局势下,体现出TSMC对于中国半导体市场的重视与支持。

EEWORLD受邀出席此次研讨会,首次参加的感受有两点,一个是参与厂商众多,TSMC把目前主要的IP、EDA、设计服务、封测厂等合作伙伴均设置了展位,第二是coffee break时间长,通过这两个细节,可以让TSMC的客户可以更全面的开展技术、商务等探讨。


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依靠众合作伙伴,TSMC用户可以得到除制造外的其他一站式解决方案服务


本次活动的主题主要有三点,分别是先进逻辑、射频以及先进封装技术。


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5nm晶圆首次展示,良率已超80%


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在先进逻辑方面,包括明年量产5nm,7nm无缝升级版6nm,以及采用EUV的N7+技术。


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在射频方面,包括WiFi、毫米波、RFSOI等TSMC都有进一步激化,并且准备将16FinFET引入射频领域。


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在先进封装领域,包括CoWoS和InFO将会继续发展,同时引入前道封装SoIC和WoW,以实现更高的3D集成度。


罗镇球:TSMC要做好创新的土壤

TSMC副总经理罗镇球在欢迎致辞中表示,回顾20多年前,486年代的一台电脑有100万个晶体管,而现在一部手机中就拥有超过53亿颗晶体管,数量增长了超过5000倍,性能也有3000倍的提升。

罗镇球表示,在现今创新加速的大环境下,TSMC更是要扮演好创新土壤的角色,为大千世界的创意种子培养壮大。

罗镇球在总结中国过去一年的成就时表示,过去一年2018年中国一共有400个NTO,经过验证的产品种类超过1500个,共提供了130万片12寸晶圆代工服务。

可以说在实现创新创业的过程中,TSMC一直在积极参与。罗镇球同时强调,TSMC目前的开放合作平台(Open Innovation Platform)已经有超过40家公司,是大家的通力合作才使TSMC可以不断满足客户的创新。

魏哲佳:技术、生产以及信任是TSMC三个支撑点

TSMC董事长魏哲佳表示,半导体行业进步如此之快,需要创新,需要合作,但最重要的是需要依靠努力。

魏哲佳称,未来一段时间内最巨大的改变就是5G,5G可以把传感器、数据等信息更轻松的收集汇聚,但最终目的是通过分析应用,让生活得到改善。5G的数据分析不光是对于云端应用,同样给边缘计算带来了巨大需求。

这就给芯片带来了全新需求,“十年前TSMC可以提供低功耗制程,也可以提供高速制程,但并不能同时满足这两点需求,而今所有的客户都对这两者有了更进一步的要求。”魏哲佳说道。

魏哲佳高兴的称,正是对科技的不断创新,使得业界对芯片的需求不断增加,目前仍有大陆客户找TSMC要7nm产能,这也是对TSMC的认可。

魏哲佳总结出TSMC的三个主要支撑点,分别是技术、生产以及客户的信任与支持,并给与了详细解读。

在技术方面,魏哲佳表示TSMC仍然是全世界唯一量产7nm芯片的公司,市场上所有7nm产品都是TSMC的。

在技术优势上,魏哲佳分别以制程、技术服务、特色工艺组成等多方面给与介绍。

除了7纳米,TSMC正在开发包括N7+,N5以及N6多项技术。其中N7+是采用EUV开发的7nm技术,预计2020年一季度量产。N5则是业界首款5nm制程,目前已经进入试产阶段,生态系统已经完善,目前已有客户进行设计阶段,预计明年二季度量产。N6则是随着对EUV技术的掌握度更加成熟,从而开发出来的一个全新产品,客户可以直接从7nm的设计复用到6nm,可以充分享受EUV技术所带来的好处,继续缩小尺寸功耗及成本,同时无需进行任何设计修改。

谈到技术方面,除了先进制程之外,技术服务也是必不可少的,目前TSMC有1300名从事设计服务的员工,而整个生态系统拥有超过10000名相关工程师提供设计规则服务,为最终芯片客户提供更多优化服务。

在TSMC提供的工艺组合上,魏哲佳表示TSMC一直秉承着以逻辑为基础支撑,不断演进在包括ULP、ULL、模拟、射频、BCD、高压、MEMS传感器、图像传感器等特色工艺。

产能方面,魏哲佳称TSMC南京厂Fab 16的建立,打破了业界最快速度建厂的记录,同时也是世界上最漂亮的Fab。而在台湾地区,目前FAB 18已经开始进机台,主要开发5nm及更高制程的产品。魏哲佳表示,2018年TSMC总出货为1200万片12寸晶圆,及1100万片8英寸晶圆。魏哲佳特别强调对于8寸晶圆来说,2013年的出货量只有570万片,至今年复合增长率达14.3%,所以TSMC依然在8英寸代工上占有重要地位。

当然这么多产能离不开长期以来的巨额投资,2019年TSMC预计总资本投入达100亿到110亿美元,而在过去五年中累计投入已超过500亿美元。

魏哲佳同时强调了TSMC的品质,力争实现零缺陷,这也是TSMC可以得到客户信任的又一重要因素。“我们希望客户被客户的客户问起芯片品质,他们可以简单回答几个字,在TSMC生产。”魏哲佳说道。

张晓强:详解TSMC近期技术细节进展

对于技术方面,TSMC业务开发副总经理张晓强又详细介绍了一些技术细节。

1、TSMC的7纳米制程N7无疑是业界最领先的,随着7nm产能爬坡迅速,目前的良率是越来越好。

2、N7+是业界第一个采用EUV技术的制程,相比N7,逻辑密度提高20%,预计2019年下半年量产。目前TSMCEUV的功率为280W,明年将达350W。

3、N6结合了N7和N7+的优点,使用EUV减少了MASK,提高良率,逻辑密度得到提高,同时无需进行任何设计迁移,N7的设计可以直接无缝转移至N6。

4、N5已经RISC Production,这是全新的节点,逻辑密度提升至1.8倍,速度提高15%,功耗降低30%。预计2020年上半年量产。

5、未来AI IOT都是低功耗,所以TSMC将依托advanced ULL/SRAM  advanced RF &analog Advance eNVM三大重点实现低功耗平台。

6、针对5G的射频毫米波技术,TSMC首次将16finFET与射频结合,依托16FF工艺基础,并叠加RF功能,满足VDD 55ULP 0.75到 12FFC+-ULL 0.5V,极大降低。

7、eNVM、RRAM以及MRAM技术TSMC都在持续开发。


8、PMIC方面,过去都是130μm或者180μm的产品,TSMC正在开发40nm PMIIC,采用ULP平台,最高支持24V,会结合RRAM等技术,2019年4季度Qualified。


9、在传感器代工方面,TSMC 2019年推出0.8μm的CIS,同时也在开发NIR(红外)技术,TSMC的优势是将传感器和逻辑集成,将收发器等做进来,从而实现完整的解决方案。


10、OLED驱动既需要高压也需要高密度SRAM,因此今年将推出WoW封装技术,将高压40nm与逻辑/SRAM的28HPC工艺相结合,使用WoW整合。

11、高级封装工艺,8年前TSMC开始推出CoWoS封装工艺,3年前推出InFO,现如今又引入包括SoIC及WoW等偏向前道的3D封装。

简正忠:TSMC是如何实现精益求精的生产的

之前张晓强介绍的是TSMC的技术状况,TSMCFab2及Fab5厂长简正忠则介绍了TSMC的工厂运营情况。

产能爬坡速度不断加快,是TSMC生产精髓所在。40nm时代,试产到量产花费了35个月,28nm花费28个月,而从16nm开始,只需要3个月就实现了量产,速度越来越快,代表卓越制造能力得到进一步增强。

7nm 2019共发售100万片产能,相比2017年增加3倍。

针对5nm,简正忠介绍了台南FAB 18,这将是首个量产5nm的工厂,今年2月份开始装机,预计明年2月量产。

简正忠引用魏哲佳此前的发言:“我们只给客户提供最好服务和最佳品质。”所以,一直以来zero excursion和zero defect是TSMC所追求的目标,品质文化也是TSMC最重要的要求。

这两年包括电脑中毒事件,包括晶圆污染事件都让TSMC越来越加大对于品质方面的投入。

TSMC在落实品质文化方面,实行的是全员参与。而且目前一旦发生品质事件,都会由高级副总裁、高级总监以及Fab运营负责人将共同行动,足见对于质量的重视。同时,魏哲佳每周和各厂厂长Review品质事件,这代表了TSMC从上到下对维护品质的决心与信心。

在整个工厂运营过程中,包括生产防护、科学方法的测试手段、设备预警维护、运营管理等诸多手段,确保产品质量和效率。

目前TSMC共有超百个防护系统,每天会产生大量信息,TSMC采用AI分析方法学,进行智能监控。目前TSMC的超级资料中心共拥有85Peta bytes数据,比美国国会图书馆的总藏书信息量还要大,所以如何用好数据,让制程的迭代过程可以加速,是TSMC品质保证中重要的一环。

而在测试方法上,开发了smart sampling抽测方式,可以更广阔覆盖被测范围。

在机台维护中,同样采用了AI的方法对机台进行预测性维护。与此同时,TSMC也利用深度学习的方法进行自动化影像识别,对缺陷进行及时准确查询。

在汽车市场方面,TSMC近两年看到了汽车电子化电气化所带来的机会,加大在车用市场的投入。对于车规级产品来说,首先是在spec定义上,就会比一般品严格,从而确保产品品质。

对于测试来说,任何晶圆有错误就会直接报废,同时也会按照小批量处理原则给客户提供风险评估报告。而针对可靠性测试,如果有任何die fail的话旁边4个临近die也会fail,边缘的die良率低的话也会fail。同时TSMC也改善抽测方式,车用芯片是100%检测,以确保不会发生故障率。

这一切需要客户尽早与TSMC共同评估及开发测试策略,只有这样才能不断降低缺陷故障率。比如是否需要通过加压测试,减少缺陷发生。

DPPM随着制程演进变得越来越快,16nm DPPM做到小于10用了4年,而7nm只用了不到3年时间就完成了同样的DPPM。

在之后的论坛议题上,来自先进技术业务开发处总监袁立本介绍了移动及HPC平台,先进封装业务开发处副总监邹觉伦详细介绍了先进封装技术,射频与模拟业务开发处总监孙杰则列举了射频及模拟技术上的细节,也正好切合此次大会的几大主题,包括5nm、先进的前道封装技术以及毫米波射频。

其实TSMC什么制程,什么工艺并不重要。重要的是随时了解客户需求,通过不断的技术创新,资本投入,合作开发,满足客户创新,做客户创新土壤,这才是TSMC能够越来越壮大的最基本原因。

关键字:台积电  TSMC

编辑:冀凯 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/manufacture/ic465280.html
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