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2022皇冠世界杯预选赛(www.hgw88888888.com):台积电成就芯片霸业的隐秘:既掌握高端手艺,又善于平衡客户需求

admin2021-07-0376

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【划重点】

(本文约5500字,阅读全文约莫需要8分钟)

【编者按】台积电高管以为,能平衡整体手艺开发才是本事。公司能够保持优势职位的要害在于,一方面使用EUV不停缩小晶圆尺寸,与尖端客户互助开发和探索新手艺。另一方面鼎力投资提高产能,平衡更多客户需要的成熟封装手艺。

以下为文章正文:

芯片代工厂商台积电在上月举行的2021年度手艺钻研会上,先容了公司在芯片工艺节点方面的最新手艺希望。这些提高都是为了辅助客户改善芯片性能、降低成本并提高功效性。在此次手艺钻研会上,台积电示意已经最先更多接纳极紫外(EUV)光刻手艺,使芯片晶圆能够缩小至3纳米工艺节点,这一点远远跨越竞争对手。台积电还解决了现在围绕芯片需求的种种问题,同时宣布正在建设封装芯片的新工厂。AMD首席执行官苏姿丰、高通新任首席执行官克里斯蒂亚诺・阿蒙(Cristiano Amon)和Ambiq首创人兼首席手艺官斯科特・汉森(Scott Hanson)加入了此次钻研会并揭晓讲话。

台积电营业生长高级副总裁Kevin Zhang

在 *** 召开时代,台积电营业生长高级副总裁Kevin Zhang和台积电欧洲区域总裁Maria Marced接受采访,向民众先容了台积电的生长偏向以及与行业同伴开展的互助。

台积电处于领先职位

问:台积电曾示意,自2019年以来公司已经最先自行生产EUV薄膜,现在台积电正在大幅增添薄膜产能。它在芯片制造中的应用有多普遍?与其他晶圆厂相比,这若何能进一步提升台积电的竞争优势?

Kevin Zhang:我们已经在这一领域举行了内部投资,我以为这对我们来说是一项异常怪异的手艺。我们可以行使它来提高我们在EUV方面的量产能力。你可以看到,我们在7纳米、6纳米以及现在的5纳米芯片生产上都在使用EUV,显然我们取得了伟大提高。因此我们以为,我们依附怪异的手艺优势在这一领域做得很好。

台积电为苹果代工iPhone智能手机中所搭载的A系列芯片

Maria Marced:由于我现在在阿姆斯特丹,离ASML也对照近,以是我们接受过他们的特殊培训。我可以告诉你,在公司内部自行制造真的可以延伸掩膜的使用寿命。通常在EUV光刻历程中掩膜会变脏,自行生产简直有助于提高EUV产能。

问:以是在现场使用就意味着削减了采购掩膜的时间,而且削减流程也让响应的污染变少?

Maria Marced:没错,是这样的。

问:通常只有尖端客户才会用到庞大和专业的手艺。思量到这种客户凤毛麟角,台积电若何在开发大部门客户所需要的封装手艺与开发和探索新手艺之间作出平衡?

Kevin Zhang:例如在领先节点上,台积电一直是手艺层面的向导者。我们希望继续推动芯片手艺的提高,因此通过与尖端客户的互助来优化我们的手艺。以是这绝对是我们继续推动未来增进的一个领域。话虽云云,我仍然以为成熟专业手艺在台积电向客户提供的整体手艺中仍然饰演着异常主要的角色。好比说,若是没有20纳米的配套芯片,许多客户就不能让基于5纳米制程工艺的芯片起效。每部手机不仅有多个芯片,另有许多配套芯片。汽车也是一样,你有一个先进的芯片,但你也需要许多基于成熟手艺的芯片。

以是我以为我们在平衡整体手艺开发方面做得很好。在已往的几十年里,我们对成熟手艺举行了大量投资。若是你看一下我们的整体手艺蹊径图,就会发现我们也提供当今市场上最先进的专业手艺。

Maria Marced:我唯一要弥补的是,领会客户的系统庞大性对我们来说异常主要。此外,这些手艺让我们得以掌握完成整个系统的物料清单,更好明白系统架构的生长方式,从而更好地为客户服务。

问:那么其中有若干比例是归结于客户的详细需求,而不是研究客户自己还不知道是否需要的新手艺呢?

Kevin Zhang:例如,从组织的角度来看我们有专门的团队。我们有一个自力的团队专门研究下一代产物,真的是在探索差其余器械。这还需要大量的市场投入和客户投入,指导我们举行一些探索事情。以是这在我们内部团队之间、以及我们和客户之间都是一个异常动态的历程。

问:台积电已经异常明确地示意,它将继续在鳍式场效应晶体管(FinFET)制程方面下功夫,起劲将芯片制程工艺缩小到3纳米,并在向2纳米制程工艺前进时转为全围绕栅极晶体管(GAA)。相比之下,许多竞争对手在生长的早期阶段就已经转向GAA。那么既要保持台积电在这些先进手艺领域的前沿职位,又要让生产线上的FinFET手艺继续铺开,你们是若何平衡这两方面的?

Kevin Zhang:我们在3纳米芯片中选择FinFET制程的缘故原由有两个。

首先,我们必须找到一种方式来改善手艺,让芯片能效更高,功效更强,内部晶体管密度更高。而客户并不体贴它是FinFET照样Nanosheet。他们只会从制品的角度来看待这一切:可以给客户带来什么样的功耗、性能和密度优势。这才是最主要的事情。以是我们仔细研究了我们的FinFET手艺和创新能力,我们发现这是一个异常壮大的创新抓手,不仅允许我们将FinFET手艺扩展到3纳米,同时也带来了实质性的效益。这是第一个缘故原由。

第二个缘故原由也是日程放置。我们希望确保自己能在合适的时间提供最先进的手艺。以是从先进手艺生长的角度来看,可展望性异常主要。我们的客户也异常重视日程放置。因此将这两者连系在一起,我们决议继续在3纳米制程工艺中使用FinFET手艺。我们信托,在2022年到2023年间,我们的3纳米制程工艺将为市场带来最先进的芯片制造手艺。

问:你若何平衡推动工艺密度和设计庞大性,好比1D和2D金属布线?现在在领先节点上另有哪些可能性?

Kevin Zhang:我们会关注所有差其余指标。归根结底,我们真正思量的是产物层面以及系统层面上能给客户带来什么样的整体扩展优势。我所谓的扩展优势是总体功效、性能的提升和成本的下降。这必须在系统层面完成,而不仅仅是在芯片制造层面。

已往二维缩放控制了一切,但现在我们必须更多着眼于系统层面。好比我们投入了大量精神和款项开发芯片级集成方案,正在推进2D、2.5D和3D集成芯片设计手艺。这一切都在施展作用,基本上为未来提供了一个完整的系统级解决方案。我想你们会看到越来越多芯片级集成手艺的先进应用。毫无疑问,无论现在照样未来,晶体管方面的研发仍然异常主要,为客户提供最好的节能晶体管仍然异常主要,但这还不够。

我们着眼于系统层面的整体可扩展性。以是在手艺层面以及产物系统层面的设计上有许多协同优化。

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问:随着工艺节点的不停缩小,金属层的电阻成为越来越突出的一个问题。能与铜互连相比的创新质料只是更多前沿研究的一方面吗?照样需要投入更多精神来铺设更多金属层?

Kevin Zhang:在手艺钻研会上,我们简直先容了一些后端事情。例如,我们正在继续优化铜晶界,为整体芯片手艺引入更低电阻的金属线。此外,我们还在不停寻找创新质料来改善寄生电容中的介电质料性能。以是这些都是起劲的研究。

3D集成还可以为后端的整体性能需求提供替换解决方案。三维空间中从A到B的直联路径要短于二维空间,这可以削减布线的总长度,并显著削减传输延迟。以是所有这些事情都必须向前看。

问:在新手艺方面,GAA方面最有前途的两项手艺是2D晶体管和碳纳米管。台积电最近揭晓了一篇关于2D晶体管新生长的论文,受到了许多关注。你以为哪种手艺更有前途?

Kevin Zhang:所有这些先进的晶体管质料都有一定优势。这就是为什么即便这些手艺很遥远,我们仍要在早期投入大量精神。尤其是在将这些新质料和新结构引入大规模量产方面,仍需要支出伟大的起劲。以是我们另有许多事情要做。但好新闻是我们并不缺乏新思绪。我们正在探索许多有一定优势的新事物。因此,我们只需要弄清晰若何将它们整合在一起,为未来客户应用带来最具吸引力的整体手艺解决方案。

台积电工厂

问:关于与ASML互助的研究,他们谈到了未来EUV方面的生长,好比说高NA(数值孔径)光学光刻手艺。他们一直在强调这方面内容。你能谈谈台积电在未来的EUV手艺方面一定会做些什么吗?

Kevin Zhang:我们会关注所有差其余手艺选择。我们在会上讨论过一些关于质料创新的话题,若何将新质料集成到晶圆上,从而实现更好的传导效果和更节能的晶体管。在相关主要领域,我们有研究团队和早期研发团队来开发和探索所有差其余手艺选择。

光刻手艺在几何缩放中仍然是一个异常主要的组成部门。以是我们确实有团队也在研究若何最大化EUV,从而让未来的光刻间距更慎密。所有这些都在为未来手艺选择举行探索。

冲出亚洲

问:在欧洲,我们听说台积电的竞争对手正在投资建设最先进的手艺装备。但我们并没有从台积电那里听到同样的新闻。有什么特殊缘故原由吗?照样有什么要宣布的?

Maria Marced:嗯,我们不会清扫任何可能性。然则现在我没有要宣布的事情。

问:台积电在欧洲的客户中是否只有少数处于尖端职位?它们中的大多数仍依赖于较老的工艺手艺,好比德国的大型汽车工业强烈依赖它们的专业手艺。是不是说许多欧洲企业并没有想要领先的强烈愿望?

Maria Marced:欧洲的主要行业是汽车制造以及其他工业,但欧洲在物联网领域也有着举足轻重的职位。许多细分领域所需要的更多是专业方面的先进手艺,不仅是成熟的手艺,而且是先进的手艺。

问:我们发现人工智能领域对芯片的大量需求。许多客户想要尖端解决方案,但也有许多客户对更成熟节点工艺的边缘装备产物需求更高。你能谈谈在人工智能方面时,需求是若何转变的吗?

Maria Marced:英国也有很好的人工智能公司。你知道,其中之一就是我们好几个项目的早期接纳者。Graphcore已经宣布在3纳米芯片产物方面与台积电互助。而在以色列,也有许多关于人工智能方面的互助。在欧洲、中东和非洲,我们看到许多人对人工智能感兴趣,欧盟围绕欧洲处置器设计(EPI)开展了许多关于人工智能应用方面的流动。

问:台积电在北美市场的营收比例似乎在上升,欧洲市场营收所占比例似乎有所下降。那么欧洲市场存在什么问题或者挑战?

Maria Marced:我以为主要缘故原由是,由于欧洲的主要领域是汽车、工业和物联网。这些细分市场仍在使用成熟的先进手艺和专有手艺,而且这些终端产物的平均价钱较低,这就造成了差异市场收入占比的伟大差异。但未来一定会泛起快速转变。由于汽车和其他工业都在竞相接纳人工智能手艺。稀奇是作为工业4.0和物联网的一部门,人工智能产物正在快速转向更先进更前沿的手艺。以是我预计这一比例将在未来发生显著转变。

问:台积电亚洲,台积电北美和台积电欧洲、中东和非洲似乎是相互自力的组织,它们之间有若干相互协作?思量到台积电经常在天下各地或多个市场开展营业,这种营业拆分是否准确?

Maria Marced:这个问题很有意思。我在英特尔事情了许多年时间,一直以为公司就该是集中的,而且应该有统一个向导偏向。以是我们基本就不是相互自力的组织。我们异常依赖相互,我们绝对有一个偏向,我们相互互补。我简直以为欧洲为台积电带来了一些差其余器械,更多关注专业领域。这就是我们施展要害作用的地方。我们现实上是一家公司,朝着统一个偏向生长。

建设和扩张

问:谈到封装,台积电首席执行官提到公司现在有5家支持系统整合芯片(SoIC)这种创新封装手艺的晶圆厂,其中新建设的晶圆厂封装产能会更大。行内通常是按月丈量晶圆产量,这些SoIC晶圆厂的产能若何?

Kevin Zhang:我没法透露详细产能。我只能说,我们简直在投资建设后端封装能力和提高产能。由于我们确实看到了一个趋势,越来越多的客户希望行使我们的先进封装手艺,包罗CoWoS、InFO,以及未来的SoIC与3D集成。这就是为什么我们不仅在研发方面投资,还会在产能方面投资,为未来的营业增进做准备。

对于3D集成封装手艺的产能指标,这完全取决于客户所做的设置类型。有时你可能会用一个更成熟的节点去集成异常先进的小芯片,或者会减去一到两个节点,因此可能需要用差异方式来盘算总量。这完全取决于详细的产物设置。也许未来我们必须找到一种能更好权衡产量的方式。当你谈到3D集成时,可能指的是我们盘算最终集成部门的数目。

AMD也和台积电互助制造芯片

问:台积电现在有四家封装厂,第五家正在建设当中。据称第五家封装厂将占有台积电全球封装产能的50%以上。将台积电的大部门封装产能集中在一个地方有什么影响吗?

Kevin Zhang:我们曾频频权衡过,最终以为建设一座更大规模的工厂对我们来说是一个优势。现在我们就在建设这样一座大厂。我以为这能给客户带来的最为要害的经济效益,工厂运行能够有用降低成本,这也会让客户受益。然则我们也必须思量若何把产能拓展至差其余地方。我们正在这样做,以确保我们保持一定的产能平衡。以是我们也设计在美国亚利桑那州建厂。

问:提到封装和封测瓶颈,有人以为这受限于晶圆吞吐量,而有些人以为这归结于封装吞吐量。我不是想问你哪一个是最要害的瓶颈,然则我想问的是台积电是若何提高客户订单吞吐量的。台积电已经在提高封装能力,除此之外台积电还在做什么呢?

Kevin Zhang:我以为在手艺方面,许多人可能会以为要么晶圆手艺是瓶颈,要么封装手艺是瓶颈。现实上在我看来,将所有部门在系统层面上组合在一起,才气从中找出最佳的解决方案。若是你回首半导体手艺就会发现,一切始于二维的器械,摩尔定律就是关于晶体管的密度,缩放比例和经济性。然则随着不停提高,现在整个行业都在向更高水平的系统集成生长。在许多手艺 *** 上,人们讨论的不仅是晶体管级的设计,而且另有系统级的性能优化,以及若何将所有的功效和部件组合在一起。在未来,我以为这一趋势将继续下去,因此真正的问题是与客户互助,针对确定的产物应用去思量客户怪异的系统级需求,并以最佳的方式将所有部门连系在一起。这是我对未来的看法。

我们的要害是互助创新。与客户互助是我们真正创新的最好方式,辅助他们创新的同时推动我们自己的创新。

问:设计工艺协同优化(DTCO)是充实行使前沿手艺的主要组成部门。DTCO是否越来越庞大?随着台积电及客户对实现优越DTCO的历程不停加深明白,DTCO是否在加速生长?

Kevin Zhang:我以为我们的客户从已往几代DTCO中获益良多。未来,我们在DTCO方面将有更多事情要做,我们发现客户加倍盼望与我们互助,以获得内在的手艺优势。我以为这一趋势将继续下去,未来我们也需要更多起劲。手艺和设计需要加倍慎密地交织在一起,你说它是更难吗?我以为它是变得加倍玄妙,我们需要与我们的客户更慎密地互助,配合举行优化。现在也有了更先进的封装,以是若何设计一个系统中的手艺可能完全差异。若是你有了一块小芯片,要想在系统层面上实现所有功效,你需要思量若何行使差异芯片手艺和差异集成方案,从而以准确方式构建出整个芯片系统。(皎晗)

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