臺(tái)積電近期在北美技術(shù)研討會(huì)上公布了其N2(2nm)工藝技術(shù)相對(duì)于同階段前代工藝的缺陷密度(D0)。據(jù)該公司稱,N2工藝的缺陷密度低于N3(3nm)、N5(5nm)和N7(7nm)制造節(jié)點(diǎn)。此外,幻燈片顯示,臺(tái)積電N2工藝距離量產(chǎn)還有兩個(gè)季度,這意味著臺(tái)積電有望按預(yù)期在2025年第四季度末開(kāi)始生產(chǎn)2nm芯片。
盡管臺(tái)積電的N2工藝是該公司首個(gè)采用全柵環(huán)(GAA)納米片晶體管的工藝技術(shù),但該節(jié)點(diǎn)的缺陷密度低于同階段的前代工藝,比量產(chǎn)(MP)提前兩個(gè)季度。前代工藝——N3/N3P、N5/N4和N7/N6——都采用了成熟的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FinFET)。因此,盡管N2是臺(tái)積電首個(gè)采用GAA納米片晶體管的節(jié)點(diǎn),但其缺陷密度下降幅度比前代工藝在進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)(HVM)里程碑前更大。
該圖表繪制了缺陷密度隨時(shí)間的變化,時(shí)間跨度從量產(chǎn)前的三個(gè)季度到量產(chǎn)后的六個(gè)季度。在所有顯示的節(jié)點(diǎn)中——N7/N6(綠色)、N5/N4(紫色)、N3/N3P(紅色)和N2(藍(lán)色),缺陷密度隨著產(chǎn)量提升而顯著下降,但下降速度因節(jié)點(diǎn)復(fù)雜度而異。值得注意的是,N5/N4在早期缺陷減少方面最為積極,而N7/N6的良率提升則較為平緩。N2曲線的初始缺陷水平高于N5/N4,但隨后急劇下降,與N3/N3P的缺陷減少軌跡非常接近。
幻燈片強(qiáng)調(diào),產(chǎn)量和產(chǎn)品多樣性仍然是加速缺陷密度改進(jìn)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。更大的產(chǎn)量和使用相同工藝的多樣化產(chǎn)品能夠更快地識(shí)別和糾正缺陷密度和良率問(wèn)題,從而使臺(tái)積電能夠優(yōu)化缺陷學(xué)習(xí)周期。臺(tái)積電表示,其N2制造技術(shù)比前代技術(shù)獲得了更多新的流片(因?yàn)榕_(tái)積電現(xiàn)在為智能手機(jī)和高性能計(jì)算(HPC)客戶風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)N2芯片),缺陷密度下降曲線基本證實(shí)了這一點(diǎn)。
考慮到引入全新晶體管架構(gòu)所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)因素,N2的缺陷減少率與之前基于FinFET的節(jié)點(diǎn)保持一致,這一點(diǎn)尤為重要。這表明臺(tái)積電已成功將其工藝學(xué)習(xí)和缺陷管理專業(yè)知識(shí)轉(zhuǎn)移到新的GAAFET時(shí)代,且未遭遇重大挫折。(校對(duì)/李梅)