臺(tái)積電加速自研EUV光罩保護(hù)膜,單片晶圓生產(chǎn)效率提升了4.5倍
據(jù)Tom's hardware報(bào)道,臺(tái)積電(TSMC)作為全球最大的先進(jìn)制程晶圓代工廠,不僅擁有著全球最先進(jìn)的制程工藝,也擁有著數(shù)量最多的ASML極紫外光(EUV)光刻機(jī)。2019年首次于華為麒麟9000處理器導(dǎo)入EUV后,臺(tái)積電持續(xù)控制著全球超過42%~56%的EUV光刻機(jī)裝機(jī)量,經(jīng)過多年的積累,臺(tái)積電目前已經(jīng)累積了約200多臺(tái)EUV光刻機(jī),在2024~2025年還新增了60多臺(tái),以支撐先進(jìn)制程擴(kuò)產(chǎn)需要。
自2019年以來(lái),臺(tái)積電通過自身的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化及自研EUV光罩保護(hù)膜(Pellicle,保護(hù)光罩的薄膜)材料,EUV生產(chǎn)晶圓產(chǎn)量累計(jì)增加30倍,同時(shí)電力消耗也減少24%。

EUV光刻機(jī)相較傳統(tǒng)的深紫外(DUV)光刻機(jī),光罩及保護(hù)膜等都須進(jìn)一步調(diào)整,保護(hù)膜一直是半導(dǎo)體制程中防止塵粒污染的關(guān)鍵保護(hù)機(jī)制。而且,進(jìn)入EUV光刻時(shí)代后,過去廣泛使用的有機(jī)Pellicle,因無(wú)法兼具透光率與穩(wěn)定性,已不再適用。目前EUV制程大多采用「無(wú)pellicle」的光罩,導(dǎo)致必須頻繁進(jìn)行圖樣檢查;一旦發(fā)現(xiàn)缺陷,不僅需修復(fù)或重制光罩,生產(chǎn)成本也大增并降低速度。
因此,包括ASML等半導(dǎo)體業(yè)者近年也投入EUV光罩保護(hù)膜的研發(fā),但由于技術(shù)難度高,尚未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。而臺(tái)積電研發(fā)EUV光罩保護(hù)膜已有多年,這主要是因?yàn)樵u(píng)估EUV光罩保護(hù)膜對(duì)于7nm以下制程生產(chǎn)效率與成本降低極為重要,因此近期決定正式加速自研計(jì)劃。
數(shù)據(jù)顯示,臺(tái)積電EUV光罩保護(hù)膜壽命增加了4倍,單片晶圓生產(chǎn)效率提升了4.5倍,瑕疵品大幅降低。據(jù)Digitimes報(bào)道,臺(tái)積電計(jì)劃改造一座200毫米工廠專門生產(chǎn)自研EUV薄膜,性能甚至超過了ASML原廠供應(yīng)的EUV光罩保護(hù)膜,展現(xiàn)臺(tái)積電制程與材料整合實(shí)力。
近期,臺(tái)積電宣布退出GaN市場(chǎng),凸顯大陸GaN廠商的低價(jià)戰(zhàn)已對(duì)其造成極大競(jìng)爭(zhēng)壓力,臺(tái)積電原有的6英寸GaN廠也將改建為先進(jìn)封裝廠,暫以CoPoS為主。而最受關(guān)注的就是竹科8英寸晶圓廠大幅調(diào)整,其中,竹科Fab 3將有望正式投入臺(tái)積電自研EUV光罩保護(hù)膜的生產(chǎn),以減少對(duì)ASML相關(guān)供應(yīng)鏈的依賴。臺(tái)積電希望以自身研發(fā)與生產(chǎn)能力,全面提升EUV先進(jìn)制程良率,創(chuàng)造最低成本、最高效益的制程和產(chǎn)品。
相較于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手仍高度依賴ASML的EUV光刻機(jī)和EUV光罩保護(hù)膜推進(jìn)先進(jìn)制程技術(shù),臺(tái)積電核心優(yōu)勢(shì)來(lái)自硬件設(shè)備及材料供應(yīng)鏈掌控力 —— 通過持續(xù)投資制程工藝優(yōu)化,包括曝光劑量微調(diào)、曝光材料改良及預(yù)測(cè)性維護(hù),可將現(xiàn)有EUV制程再優(yōu)化。
這不僅拉升了生產(chǎn)良率與擴(kuò)大產(chǎn)能,在成本結(jié)構(gòu)上取得優(yōu)勢(shì)、提升獲利,進(jìn)一步擴(kuò)大與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的差距。同時(shí),為即將量產(chǎn)的2nm提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),持續(xù)鞏固臺(tái)積電的全球半導(dǎo)體代工龍頭地位。





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