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台积电陈平:3D 系统集成将成先进工艺重要部分
2021-10-08 20:46:17

  9 月 16 日,展锐“UP・2021 展锐线上生态峰会”正式举行。在上午举行的高峰论坛上,台积电中国区业务发展副总经理陈平博士发表了题为《先进工艺助力 5G 发展》的演讲,分享了先进工艺发展趋势,并强调 3D 系统集成将成为先进工艺的重要组成部分。

  2020 年以来,包括手机通讯、AI、云计算等先进技术已全面进入人们的生活、工作,以及能源制造、交通、医疗、教育、娱乐等领域。而支撑这些技术的核心即为半导体技术,这也使得半导体成为了现代智能化社会的基石和必需品。

  陈平博士指出,在 5G 领域,对芯片的共同需求是高能效比和高集成度,其决定了手机的使用时间、基站的运营成本等等。而这些需求只有先进工艺才能满足。随着系统应用的不断升级,对能效比和集成度不断提出了更高的要求。只有通过不断的工艺微缩才能不断改进芯片的 PPA(Performane Power Area)。

  在过去的十几年里,光刻技术一度限制了工艺微缩的发展,EUV 技术的突破打破了这一瓶颈,使得工艺微缩得以继续向前延伸。台积电从 7nm 开始引入 EUV 技术,目前在 7nm、6nm、5nm 节点上积累了大量量产经验和记录,工艺已经非常稳定和成熟。今后随着 NA EUV 技术的导入,在 2nm 以下甚至 1nm 的图形定义问题也将得到解决。

  光刻技术以外,陈平博士表示,器件结构和材料特性是工艺微缩的另外两大挑战,器件微小化的趋势决定了这两大领域必须有革命性的改变。在此基础上,器件结构将从 FinFET 转向 nanosheet 或 GAA 结构,器件材料方面近年来也看到了诸多创新和突破。

  不过,陈平博士表示,随着数字化时代数据量的快速增加,SoC 上的微缩已不足以满足系统发展的需要。3D 系统的引入将使得在 SoC 工艺基础上大幅扩展集成度,实现所谓的 Chiplet,同时,2.5D 和 3D 工艺可以帮助实现异构集成,让逻辑芯片和存储芯片得以方便地集成在一起。因此,2.5D 和 3D 系统集成已成为先进工艺的有机组成部分。

  展望未来,陈平博士认为在先进工艺的发展有三大趋势:一是 CMOS 的微缩将持续发展和延伸,二是 3D 系统集成将成为先进工艺的重要组成部分,三是在系统层面上软硬件的协同优化设计已成为必须。

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