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《台积电透露 A14 工艺将采用传统 EUV 技术 暂缓 High NA 光刻机应用以降低成本》

  • 来源专题：集成电路与量子信息
  • 发布时间：2025-04-30

  • 在数值孔径技术研讨会上， 台积电高级副总裁 Kevin Zhang 宣布其 A14工艺将沿用 0.33 数值孔径 EUV 技术，暂缓采用成本可能高出 2.5 倍的高数值孔径（High NA）光刻设备。台积电将通过多重曝光技术保持设计复杂度，显著降低生产成本，但这可能导致其在先进制程竞争中暂时落后于英特尔等对手。台积电计划在 2028 年量产 A14 芯片，并预计 2029 年推出采用 HighNA 的 A14P 工艺节点。

  • 原文来源：https://www.techweb.com.cn/it/2025-04-30/2960199.shtml
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相关报告

  • 《台积电计划在2030年采用High-NA EUV光刻机完成1nm制程芯片》
    • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者：husisi
    • 发布时间：2024-02-26
    • 近期，台积电发布了其在1nm制程芯片领域的产品规划，计划在2030年前完成1nm级A10工艺的开发。这一计划是在ASML交付给英特尔业界首台High-NA EUV光刻机后的消息，该光刻机具有高数值孔径（High-NA）和每小时生产超过200片晶圆的能力，提供0.55数值孔径，相较于之前的EUV系统，精度有所提高，能够实现更高分辨率的图案化，以制造更小的晶体管特征。 据报道，英特尔计划在Intel 18A制程节点引入High-NA EUV光刻技术，预计在2026年至2027年之间启用新设备。而台积电和三星也表示会采购High-NA EUV光刻机，但并未明确时间表。消息称，台积电可能会等到1nm制程节点才采用High-NA EUV光刻机，可能是出于成本考虑。台积电之前公布的路线图显示，1.4nm级A14工艺预计在2027年至2028年之间推出，而1nm级A10工艺的开发预计将在2030年前完成。 High-NA EUV光刻机的引入被ASML首席财务官Roger Dassen视为在逻辑和存储芯片方面最具成本效益的解决方案。然而，与英特尔急于在量产芯片中使用High-NA EUV光刻机不同，台积电或许考虑到目前存在的EUV光刻机已经可以通过双重成像技术实现相同的效果，因此可能会根据市场因素和技术表现等因素调整引入High-NA EUV光刻技术的时间点。 此外，台积电还在最近的IEEE国际电子元件会议（IEDM）上发布了其1nm制程芯片的产品规划。根据规划，台积电将并行推动3D封装和单芯片封装的技术路径，预计在2025年完成N2和N2P节点，使得采用3D封装的芯片晶体管数量超过5000亿个。随后，台积电计划在2027年达到A14节点，并在2030年完成A10节点，届时采用台积电3D封装技术的芯片晶体管数量将超过1万亿个。 尽管台积电在制程技术方面取得了显著进展，但其近期的财务表现引起了外界的关注。受智能手机和高速计算需求减弱的影响，台积电今年二、三季度的净利润分别同比下降了23%和25%。此外，有报道称台积电3nm制程芯片的良品率实际上较其宣布的90%要低，引发了业界对其最新制程芯片质量的质疑。 与此同时，竞争对手三星等公司也在追赶台积电的先进制程领域。三星计划在2025年推出2纳米制程的SF2工艺，在2027年推出1.4纳米制程的SF1.4工艺。这表明，尽管台积电在半导体代工领域依然领先，但在技术发展的竞争中，其他公司也在不断努力迎头赶上。因此，台积电的未来发展仍需面对来自市场和竞争对手的多重挑战。
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  • 《布局 | ASML分享High-NA EUV光刻机最新进展：目标2024-2025年进厂》
    • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者：husisi
    • 发布时间：2022-05-30
    • 5月29日消息，半导体行业花了十多年的时间来准备极紫外线(EUV)光刻技术，而新的高数值孔径EUV光刻（High-NA EUV）技术将会比这更快。 目前，最先进的芯片是 4/5 纳米级工艺，下半年三星和台积电还能量产 3nm 技术，而对于使用 ASML EUV 光刻技术的 Twinscan NXE:3400C 及类似系统来说，它们大都具有 0.33 NA（数值孔径）的光学器件，可提供 13 nm 分辨率。 目前来看，这种分辨率尺寸对于 7 nm / 6 nm 节点 (36 nm ~ 38 nm) 和 5nm (30 nm ~ 32 nm) 的单模已经足够用了，但随着间距低于 30 nm（超过 5 nm 级的节点）到来，13 nm 分辨率可能需要双重曝光技术，这是未来几年内的主流方法。 对于后 3nm 时代，ASML 及其合作伙伴正在开发一种全新的 EUV 光刻机 ——Twinscan EXE:5000 系列，该系列机器将具有 0.55 NA（高 NA）的透镜，分辨率达 8nm，从而在 3 nm 及以上节点中尽可能的避免双重或是多重曝光。 IT之家了解到，目前三星和台积电的技术均可采用单次曝光的 EUV 技术（NXE 3400C），但是当节点工艺推进到 5nm 处时，则需要引入双重曝光技术。对于各大晶圆代工厂来说，其主要的目标就是尽可能的避免双重或是多重曝光。 当然，我们现阶段 193nm 浸入式的 DUV 通过多重曝光也能够实现 7nm 工艺，这同样也是台积电早期7nm 所用的技术，但是这种技术更显复杂，对良率、设备、成本等都提出了很大的挑战，这同样也是现行的 EUV 技术对比 DUV 的最大优点。 自 2011 年开始，在芯片的制备中开始采用 22nm 和 16nm / 14nm 的 FinFET 晶体管结构。该结构有点是速度快，能耗低。但是缺点也很明显，制造困难成本过高。也正是因为此，对节点工艺的提升从以前的 18 个月延长到了 2.5 年或更长的时间。对于更微小的晶体管结构，光刻中光罩（掩膜）上的纳米线程结构也变得密集化，这逐渐超越了同等光源条件下的分辨率，从而导致晶圆上光刻得到的结构模糊。因此，芯片制造商开始转向多重曝光技术，将原始的掩膜上的微结构间距放宽，采用两个或多个掩膜分布进行曝光，最终将整套晶体管刻蚀到晶圆上。 虽然 ASML 计划在明年制造出下一代 High-NA光刻机的原型机，但这毕竟是集全球尖端产业之大成的产物，它们非常复杂、非常庞大且昂贵 —— 每台的成本将超过 4 亿美元，光运送就需要三架波音 747 来装载。 此外，High-NA 不仅需要新的光学器件，还需要新的光源材料，例如德国蔡司 (Carl Zeiss) 在真空中制造的一个由抛光、超光滑曲面镜组成的光学系统，甚至还需要新的更大的厂房来容纳这种机器，这都将需要大量投资。 但为了保持半导体的性能、功率、面积和成本（PPAc）等方面的优势，已经领先的制造商们依然愿意掏钱去用新技术，而这种技术对于后 3nm 等至关节点具有重要意义。因此，无论是已经下定的英特尔，还是三星、台积电，对它的需求都是非常之高。 几周前，ASML 披露其在 2022 年第一季度的财报，称其已经收到了多个客户的 High-NA Twinscan EXE:5200 系统 (EUV 0.55 NA) 订单。 据路透社报道，ASML 上周澄清说，他们已经获得了 5 个 High-NA 产品的试点订单，预计将于 2024 年交付，并有着“超过 5 个”订单需要从 2025 年开始交付的具有“更高生产率”的后续型号。 有趣的是，早在 2020 ~ 2021 年，ASML 就表示已经收到了三家客户的 High-NA 意向订单，共提供多达 12 套系统。目前可以肯定的是，英特尔、三星和台积电必然会拿下2020 ~ 2021 年预生产的 High-NA 机器。 此外，ASML 已经开始生产其首个 High-NA 光刻系统，预计将于 2023 年完成（原型机），并将被 Imec 和 ASML 客户用于研发用途。 ASML 首席执行官 Peter Wennink 表示:“在 High-NA EUV 方面，我们取得了良好的进展，目前已经开始在我们位于维尔德霍芬的新无尘空间中打造第一个 High-NA 光刻”，“在第一季度，我们收到了多份 EXE:5200 系统的订单。我们这个月也还收到额外的 EXE:5200 订单。我们目前已有来自三个逻辑芯片和两个存储芯片客户的 High-NA 订单。EXE:5200 是 ASML 的下一代高 NA 系统，将为光刻技术的性能和生产力提供下一步的发展。” ASML 的 Twinscan EXE:5200 比普通的 Twinscan NXE:3400C 机器要复杂得多，因此打造这些机器也需要更长的时间。该公司希望在未来中期能够交付 20 套 High-NA 系统，这可能意味着其客户将不得不进行竞争。 “我们也在与我们的供应链伙伴讨论，以确保中期大约 20 个 EUV 0.55NA 系统的交付能力，”Wennink 说。 到目前为止，唯一确认使用 ASML High-NA 光刻机的是英特尔 18A 节点，英特尔计划在 2025 年进入大批量生产，而 ASML 也是大约在那时开始交付其 High-NA EUV 系统。但最近英特尔已经将其 18A 的生产规划推迟到 2024 年下半年，并表示可以使用 ASML 的 Twinscan NXE:3600D 或 NXE:3800E 来生产，可能是通过多重曝光模式。 从这一点来看，英特尔的 18A 技术毫无疑问会大大受益于 High-NA EUV 工具，但也并非完全离不开Twinscan EXE:5200 机器。在商言商，虽然 18A 不一定需要新机器，但多重曝光模式意味着更长的产品周期、更低的生产率、更高的风险、更低的收益率，和更难的竞争。所以，英特尔肯定也希望它的 18A 节点尽快到来，从而重铸往日荣光，好从台积电手中夺回曾经的地位。
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