臺積電與Globalfoundries是一對芯片代工行業的死對頭，不過他們對付彼此的戰略手段則各有不同。舉例而言，在提供的產品方 面，Globalfoundries在28nm制程僅提供HKMG工藝的代工服務（至少從對外公布的路線圖上看是這樣），而相比之下，臺積電的28nm制 程則有HKMG和傳統的多晶硅柵+SION絕緣層兩種工藝可供用戶選擇。另外，兩者對待450mm技術的態度也不相同，臺積電是450mm的積極推進者， 而Globalfoundries及其IBM制造技術聯盟的伙伴們則對這項技術鮮有公開表態。不過我們今天分析討論的重點則是其次世代光刻技術方面的戰略異同。
資料圖片：Mapper lithographics公司的E-beam tool 三家公司光刻技術策略的異同對比： Globalfoundries，臺積電以及Intel三家在光刻技術方面的策略各有不同。其中臺積電一直對無掩模的電子束直寫技術最為熱衷，但是他們最近對EUV技術的態度忽然變得熱烈起來。而Intel則對EUV技術十分看重，將其視為下一代光刻技術的首選(Intel的EUV投入量產時間點大概也定在2015年左右，而具體對應的制程節點則可能會在10nm及更高等級 ），當然兩家公司對電子束直寫以及EUV也均有投入研究力量，但是側重點則有所不同而已。相比之下，Globalfoundries則與臺積電對比鮮明，他們對EUV技術顯得非常熱衷，不過他們對電子束直寫的態度最近開始變得熱烈起來。 傳統的光刻技術領域，臺積電主要使用ASML生產的光刻機，而Globalfoundries則腳踩ASML/尼康兩只船。自從45nm節點起，Globalfoundries便一直在使用193nm液浸式光刻機，他們認為193nm液浸式光刻技術至少可以沿用到20nm節點。相比之下Intel則32nm節點起才開始使用193nm液浸式光刻機，此前使用的是193nm干式光刻技術，Intel曾經表示過準備把193nm液浸式光刻技術沿用到10nm節點。 Globalfoundries的次世代光刻技術攻略詳述：20nm節點兩種光刻技術可選？？ GlobalfoundriesEUV技術的熱衷程度與臺積電形成了鮮明的對比。去年Globalfoundries跳過ASML的預產型EUV光刻機，直接訂購了ASML的量產型EUV設備。據Globalfoundries高管Harry Levinson介紹，他們計劃在20nm節點為用戶提供分別采用兩種不同光刻技術的選擇。 第一個選擇是使用193nm液浸式光刻+雙重成像技術（以下簡稱193i+DP）制造的20nm制程產品，另外一個選擇則是使用EUV光刻技術制造的20nm制程產品。 據Harry Levinson表示，理論上講，193i+DP的光刻速度相對較慢，成本也相對較高，不過EUV光刻技術則急需解決曝光功率，掩模方面的問題。 Globalfoundries的計劃是2012年安裝自己從ASML訂購的量產型EUV光刻機，并于2014-2015年開始將EUV光刻技術投入量產。不過按照計劃，Globalfoundries會在2013年推出基于22/20nm制程的芯片產品。這樣推斷下來，至少在Globalfoundries將EUV光刻機投入量產的2014年前，他們的20nm制程產品只能使用193i+DP技術來制造。 不過Levinson并沒有透露20nm節點之后Globalfoundrie在量產用光刻技術的布局計劃，但令人稍感意外的是，他們最近似乎開始熱衷于研究電子束直寫等無掩模型的光刻技術。對小尺寸晶圓以及ASIC即專用集成電路器件而言，無掩模技術顯得更適合作為下一代光刻技術使用。 臺積電的次世代光刻技術攻略詳述：16nm節點還是未知數 與Globalfoundrie類似，臺積電也在40nm節點開始使用193i光刻技術，臺積電計劃將這種技術沿用到28/20nm節點，至于16nm節點，臺積電則表示還在評估193i+DP，EUV以及無掩模光刻這三種技術的優劣。 臺積電過去對EUV技術的熱乎勁一直不是很高，但是最近由于在無掩模光刻技術的研發上遇到一些困難，因此他們似乎又開始重視這種技術。臺積電納米成像部的副總裁林本堅表示：“臺積電16nm制程節點會是EUV或者無掩模光刻技術的二選一。而最終哪項技術會勝出則取決于其‘可行性’。” 臺積電不準備腳踏兩只船，同時走EUV和無掩模技術兩條路。他們曾一度大力支持無掩模技術的發展，并曾積極投資無掩模技術的設備廠商 Mapper Lithography，后者還曾在臺積電的研究設施中安裝了一臺5KeV功率的110-beam電子束光刻設備，并使用這臺機器成功造出了20nm制程級別的芯片。不過這臺機器仍為“Alpha”試驗型產品，不適合做量產使用。 但臺積電最近在光刻戰略上有了較大的轉變，他們最近從ASML那里訂購了一臺試產型NXE:3100 EUV光刻機,這臺光刻機將在今年早些時候安裝到臺積電的工廠中， 林本堅為此表示：“EUV技術的研發資金投入狀況更好一些，不過我們擔心研發成本問題。” 另外，臺積電也對EUV在曝光功率方面的問題表示擔憂。當然無掩模電子束光刻技術也碰上不少問題，比如如何解決數據量，產出量問題等。有人認為Mapper公司可能還需要再湊足3一美元左右的資金才可以開發出一臺量產型的電子束直寫設備。 那么臺積電在16nm節點究竟會采用哪一種次世代光刻技術呢？這個問題目前還得不出明確的答案。不過如果從各項技術所獲得的資源支持來看，EUV獲選的可能性似乎是最大的。林本堅表示：“這就像是一場龜兔賽跑，而富有的一方則是那只兔子。”他還表示：“我們已經開始關注這個問題。”同時他還不無諷刺地表示，雖然市面上有許多研發無掩模光刻技術的廠商，但Globalfoundries目前還沒有找到能夠符合其要求的解決方案。 附1：Intel：極遠紫外光刻恐將錯過10nm工藝 Intel近日親口承認，備受關注的極遠紫外光刻(EUV)技術可能又要推遲了，要趕不上10nm工藝這一里程碑步驟希望渺茫。Intel目前的計劃是在14nm工藝上擴展193nm沉浸式光刻技術，預計2013年下半年實現，然后2015年下半年進步到10nm工藝，同時首次啟用EUV技術。盡管10nm工藝看起來還非常遙遠，但是Intel已經開始制定相關的設計規則了，EUV則很可能將錯過這場盛宴。尼康公司贊助的LithoVision光刻技術大會上，Intel光刻技術主管Sam Sivakumar坦白地承認：“EUV遲到了，趕不上10nm工藝設計規則的定義。” 盡管如此，Sivakumar還是說EUV仍然有很大的機會與10nm工藝肩并肩登場，前提是相關的制造設備能再2012年下半年供貨。就算是那樣，EUV也只能趕上末班車。 Intel EUV光刻設備的供應商將在荷蘭ASML Holding NV、日本尼康之間選擇。據報道，ASML已經向Intel出貨了一套預產型EUV光刻設備，型號“NXE:3100”，使用了Cymer Inc公司的光源。尼康則正在日本總部和Selete研發組織設計Alpha測試階段的EUV光刻機。如果一切順利，兩家公司今年或者明年都能出貨全功 能、量產型的EUV設備。 EUV極遠紫外光刻是下一代半導體光刻技術，最初計劃用在65nm工藝階段，但因為種種原因而一再推遲，半導體廠商將不得不先行采用成本昂貴的雙層圖案光刻技術，比如Intel就會在14nm工藝上啟用名為兩次曝光(pitch splitting)的雙層圖案技術，同時也希望能在14nm工藝上開始進行EUV試驗，但不知道是否來得及。 |
