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臺積電持續(xù)提升EUV光刻效率 6年晶圓產量增加了30倍

2025-09-19
來源:芯智訊

9月19日消息,據Tom's hardware報道,臺積電作為全球最大的先進制程晶圓代工廠,不僅擁有著全球最先進的制程工藝,也擁有著數量最多的ASML EUV光刻機。自2019年以來,臺積電通過自身的系統(tǒng)級優(yōu)化及自研EUV光罩保護膜(Pellicle,保護光罩的薄膜)材料,EUV生產晶圓產量累計增加30倍,同時電力消耗也減少24%。

自2019年第二代7nm技術量產之時,臺積電就率先引入了ASML EUV光刻機進行量產,隨后臺積電持續(xù)控制著全球超過42%~56%的EUV光刻機裝機量,經過多年的積累,臺積電目前已經累積了約200多臺EUV光刻機,在2024~2025年還新增了60多臺,以支撐先進制程擴產需要。

臺積電核心優(yōu)勢來自硬體設備及材料供應鏈掌控力,因此臺積電還持續(xù)投資制程工藝優(yōu)化,包括曝光劑量微調、曝光材料改良及預測性維護,這也大幅提升每日機臺利用率與生產效率。

據Digitimes報道,臺積電甚至計劃改造一座200毫米工廠來專門生產自研EUV光罩保護膜,性能甚至超過了ASML原廠供應的EUV光罩保護膜,展現臺積電制程與材料整合實力。

設備業(yè)者指出,EUV光刻機相較傳統(tǒng)的深紫外(DUV)光刻機,光罩及保護膜等都須進一步調整,保護膜一直是半導體制程中防止塵粒污染的關鍵保護機制。

而且,進入EUV光刻時代后,過去廣泛使用的有機Pellicle,因無法兼具透光率與穩(wěn)定性,已不再適用。目前EUV制程大多采用“無pellicle”的光罩,導致必須頻繁進行圖樣檢查。 一旦發(fā)現缺陷,不僅需修復或重制光罩,生產成本也大增并降低速度。因此,包括ASML等半導體業(yè)者近年也投入EUV光罩保護膜的研發(fā),但由于技術難度高,尚未實現量產。

而臺積電研發(fā)EUV光罩保護膜已有多年,這主要是因為評估EUV光罩保護膜對于7nm以下制程生產效率與成本降低極為重要,因此近期決定正式加速自研計劃。

近期,臺積電宣布退出GaN市場,凸顯大陸GaN廠商的低價戰(zhàn)已對其造成極大競爭壓力,臺積電原有的6英寸GaN廠也將改建為先進封裝廠,暫以CoPoS為主。而最受關注的就是竹科8英寸晶圓廠大幅調整,其中,竹科Fab 3將有望正式投入臺積電自研EUV光罩保護膜的生產,以減少對ASML相關供應鏈的依賴。臺積電希望以自身研發(fā)與生產能力,全面提升EUV先進制程良率,創(chuàng)造最低成本、最高效益的制程和產品。

數據顯示,臺積電EUV光罩保護膜壽命增加了4倍,單片晶圓生產效率提升了4.5倍,瑕疵品大幅降低。

熟悉半導體制程技術人士認為,相較于競爭對手仍高度依賴ASML的EUV光刻機和EUV光罩保護膜推進先進制程技術,臺積電自制EUV光罩保護膜,可將現有EUV制程再優(yōu)化,拉升了生產良率與擴大產能,在成本結構上取得優(yōu)勢,且提升獲利,進一步擴大與競爭對手的差距。


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