1nm即將試產?疫情攔不住臺積電進程,挑戰業界巔峰

按照臺積電節奏,今年將會正式量產5nm工藝、明年則是3nm工藝,而2nm工藝已經在發展階段。而按照摩爾定律兩年一次的微縮規律,1nm級別的工藝有可能就是硅基半導體的終結!

1nm即將試產?疫情攔不住臺積電進程,挑戰業界巔峰

臺積電曾表示,1nm的研發並不是最大的難題。臺積電聯手臺灣交通大學成功研製出一種全球最薄、厚度只有0.7納米的基於氮化硼的超薄二維半導體絕緣材料,這種材料有可能幫助半導體企業們進一步開發出2nm甚至1nm製程的芯片。

而最大的難題在於賣給誰,誰願意買。因為建設2nm、1nm晶圓廠要花費數百億美元,更不用說研發費用了,兩者加起來所花費的金額不敢想象。

目前二維半導體材料是科學家認為最有可能解決瓶頸的方案之一。該材料的特性非常薄,平面結構只有一兩個原子等級的厚度,但在傳輸的過程中容易受到環境影響,所以需要絕緣層來阻絕干擾,目前半導體使用的絕緣層多半是氧化物,一般做到5nm以下就相當困難,無法小於1納米。而臺積電開發的單晶氮化硼生長技術,成功達成0.7納米厚度的絕緣層。

1nm即將試產?疫情攔不住臺積電進程,挑戰業界巔峰

眾所周知的是,去年中芯國際已經量產14nm芯片,這對於中國芯來說,是一個絕好的消息,畢竟目前14nm或以上工藝的芯片其實佔了60%以上,只要能夠量產14nm芯片就意味著能夠生產60%以上的芯片了。當然,這距離臺積電還有很大的距離,畢竟高端芯片的市場份額也很大,因此要繼續推進芯片製造技術。

值得一提的是,因新冠疫情的攪局,臺積電三納米試產線裝設被迫延後,原定於6月裝機時程將延期至10月,南科十八廠試產線恐怕也被迫延後至少一季。而對手三星大舉追趕押注在3nm製程,臺積電延後試產,也讓這場雙強爭鬥更添張力。

3nm製程是半導體產業歷年最大手筆投資,更是龍頭爭霸的關鍵戰役。臺積電將投資總額逾1.5兆元的3納米計劃留在臺灣,奠定中國臺灣半導體產業成為全球半導體產業製造重心,也掀起強大的群聚效應。

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不過,三星追趕臺積電的企圖一直沒有停過,三星在14納米制程大幅落後臺積電後,隨後的10nm、7nm製程更被臺積電大幅領先,三星因而跳過5nm,直接決戰3nm製程,計劃在2030年前投資1160億美元,希望超越臺積電成為全球第一大晶圓代工廠。

無論如何,臺積電和三星這兩個大廠都在努力升級芯片工藝製程,大陸的廠商也要努力才是。


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