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台積衝3奈米 啟動EUV改善計畫

by 工商時報

晶圓代工龍頭台積電下半年5奈米接單滿載,優化版4奈米明年進入量產,已獲蘋果、高通、聯發科、博通、英特爾等大廠採用,但3奈米推進面臨晶片設計複雜度及晶圓代工成本大幅拉高等問題,關鍵在於新款極紫外光(EUV)曝光機採購金額創新高,產出吞吐量(throughput)提升速度放緩,恐將導致3奈米晶圓代工價格逼近3萬美元。

由於3奈米晶圓代工價格過高恐影響客戶製程微縮速度,為了在明年之後加速客戶5奈米產品線轉換至3奈米,並維持先進製程依循摩爾定律推進軌道,設備業界透露,台積電將啟動EUV持續改善計畫(Continuous Improvement Plan,CIP),希望在略為增加晶片尺寸的同時,減少先進製程EUV光罩使用道數,以降低3奈米「曲高和寡」問題。

台積電近幾年擴大採購EUV曝光機,下半年5奈米產能全開,包括蘋果A15應用處理器及M1X/M2電腦處理器、聯發科及高通新款5G手機晶片、超微Zen 4架構電腦及伺服器處理器等將陸續導入量產。台積電為了維持技術領先,由5奈米優化後的4奈米將在明年進入量產,全新3奈米也將在明年下半年導入量產,然而客戶端對於延長使用4奈米或採用全新3奈米態度搖擺,關鍵差別在於EUV光罩層數多寡決定了晶圓代工價格高低。

業者分析,EUV曝光機價格愈來愈高,下半年即將推出的NXE:3600D價格高達1.4~1.5億美元,產出吞吐量每小時可達160片12吋晶圓,與上代機型相較增加幅度不大。而由製程上來看,4奈米主要是以5奈米進行優化,EUV光罩層大約在14層以內,但3奈米預計將採用25層EUV光罩層,所以3奈米晶圓代工價格恐怕上看3萬美元,並不是所有客戶都願意買單。為了降低客戶產品線由5奈米向3奈米推進速度放緩的疑慮,台積電啟動EUV CIP計畫改善製程,希望透過減少EUV光罩層使用道數及相關材料,例如將3奈米的25層EUV光罩層減少至20層。設備業者指出,雖然晶片尺寸將因此略為增加,但若計畫成功可以有效降低生產成本及晶圓價格,加快客戶產品線轉向3奈米。

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