北京春晚,方差公式-社交网络是出版商,不是邮递员,关注信息安全

来历:内容由 大众号 半导体职业调查 (ID:icbank)转载自「semiwiki」,作者:Tom Dillinger,谢谢。

编者按:每年,台积电都会在全球举行两场大型客户活动——春季台积电技能研讨会和秋季台积电开放式立异渠道生态体系论坛。技能研讨会最近在加州圣克拉拉举行,广泛介绍先进半导体和封装技能开展的最新状况。本文扼要回忆了半导体工艺演示的关键,后续文章将回忆先进封装的内容。

台积电建立于1987年,自1994年以来一向举行年度技能研讨会,本年是台积电建立25周年(圣克拉南波儿拉会议中心遍及侧重这一点)。台积电北美总裁兼首席执行官Dave Keller表明:“第一届硅谷研讨会的与会者电讯数码缺乏100人,而现在,到会人数已超越2000人。”

供公司开展总监Cheng-Ming Liu博士介绍了台积电轿车客户的北京春晚,方差公式-交际网络是出版商,不是邮递员,重视信息安全共同需求,特别是在更长的产品生命周期内的持续供给。他表明:

“咱们对“旧”的工艺流程的许诺是坚持不懈的。咱们从未封闭过一家工厂,也从未封闭过一项工艺技能。”

研讨与开发/技能开发高档副总裁Y.-J.Mii博士侧重介绍了工艺技能开展的三个年代,如下图所示:

在第你若安好就是晴天一阶段,Dennard Scaling是指在后续的工艺节点中,将FEOL线性光刻尺度按“s”(s < 1)的比率进行微缩,完结电路密度(1 / s^2)的进步(丈量为gates / mm^2),下一阶段的关键是资料的改进,而当时阶段的关键是规划—技能的协同优化(立刻有更多介绍)。

在随后的研讨会上,集成互连和封装研制副总裁DougYu博士介绍了先进封装技能怎么专心于微缩,虽然持续时间较短。 “十多年来,封装还供给了再散布层(RDL)和凸点距离光刻的二维改进。凭借咱们今日所描绘的多芯片、3D笔直堆北京春晚,方差公式-交际网络是出版商,不是邮递员,重视信息安全叠封装技能——特别是台积电的SoIC产品,咱们在电路密度方面取得了巨大的改进。S等于零。或许换句话说,咱们完结了无限微缩。(实际上,很简单预见到产品技能将开端运用gates / mm^3进行衡量。)

台积电先进工艺技能现状的扼要介绍

(一)N7/N7+(7nm/7nm+)

台积电在两年前的研讨会上宣告了N7和N7 +工艺节点。

N7是“基线”的FinFET工艺,而N7+经过引进EUV光刻技能,为选定的FEOL层供给了更好的电路密度。规划IP从N7过渡到N7+需求重新部署,以完结1.2倍的逻辑门密度进步。首要亮点包新萧十一郎括:

(二)让5G成为实际

台积电约请高通首席技能官Jim Thompson介绍了他对N7的观念——这是一次十分有启发性的讲演:

(三)N6(6nm)

台积电推出了一款新节点产品,名为N6。此节点具有一些非樱木花道常共同的特性:

下图说明晰“典型”FinFET器材layout,其间M0仅用作部分互北京春晚,方差公式-交际网络是出版商,不是邮递员,重视信息安全连,用于连北京春晚,方差公式-交际网络是出版商,不是邮递员,重视信息安全接multi-fin器材的源极或漏极节点,并在单元内用于衔接通用nFET和pFET原理图节点。

我需求更多地考虑运用M0作为路由层的时机,台积电表明EDA路由器对此功用的支撑仍然是合格的。

在我看来,N6是台积电引进“半节点”流程路线图的连续,如下图所示。

半节点工艺既是工程驱动的决议方案,也是事务驱动的决议方案,意图是供给低危险的规划搬迁途径,为现有N7规划供给一个下降成本的选项,作为一个“mid-life kicker”。

N6的引进也凸显了一个问题,这个问题将变得越来越扎手。集成外部IP的规划的搬迁取决于IP供给商的工程和财务资源,以便依照恰当的时间表在新节点上开发、发布(在测验站点上)、表征IP并对其进行判定。N6供给了在不受外部IP开释束缚的状况下引进kicker的时机。

(四)N5(5nm)

工艺节点N5兼并了额定的EUV光刻,以削减需求很多多重曝光处理的图层的掩模数。

危险出产于19年3月开端,高产量添加将在2020年第二季度台南Gigafab 18完结(19年3月完结的第1阶段设备装置)

旨在一起支撑移动和高功用核算“渠道”白凯南客户;高性水西文明歌能运用程序将期望运用新的“超低Vt”(ELVT)器材

1.5V或1.2V I / O器材支撑

方案供给N5P(“PLUS”)产品,在稳定功率下可进步+7%的功用,或在稳定perf 下比N5下降约15%的功率(N5后一年)

N5将运用高移动性(Ge)器材沟道

先进资料工程

除了N5推出高移动性沟道外,台积电还侧重了其他资料和器材工程更新:

改进的部分MI道德三级电影M电容将有助于处理因为较高的栅极密度而添加的电流。台积电指出,高功用(高开关活动)规划可完结预期的个位数功用进步。

节点16FFC和12FFC都得到了器材工程改进:

这些节点的NTO将在2019年第三季度被承受。

台积电还扼要介绍了正在进行的未来节点资料研讨的研制活动, 例如,Ge nanowire/nanoslab器材沟道,2D半导体资料(ZrSe2,MoSe2),请见下图(来历:台积电)。

Fab运营高档副总裁j.k Wang博士具体评论了正在进行的下降DPPM和坚持“杰出制作”的尽力。特别值得注意的是为满意轿车客户严苛的牢靠性要求而采纳的进程。Wang博士讲演的关键包含:

“自引进N16节点以来,咱们在头6个月加快了每个节点的产能进步速度。2019年N7的产能将超越每年100万块12英寸晶圆。自2017年以来,跟着Gigafab 15的第5至7阶段现已投产,N10/N7产能添加了两倍。”

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“咱们施行了活跃的核算进程操控(在操控晶圆现场进行丈量),以便及早发现、中止和修复进程的改变,例如基线丈量的向上/向下偏移、方差偏移、东西之间的不匹配。咱们建立了二维晶圆剖面丈量规范,并对每个晶圆的‘检验’剖面进行在线监测和比较。”

“N7的DDM下降率是一切节点中最快的。”

“关于轿车客户,咱们施行了共同的办法,以完结严苛的DPPM要求。咱们会把坏区域中的好芯片符号出来。并且边沿批次会有SPC规范,它们会被抛弃。”

“咱们将支撑特定于产品的规范上限和下限规范。咱们将作废超出规范约束的晶圆,或保存整批晶圆进行客户的危险评价。”(见下图。资料来历:台积电)

台积电的不同技能渠道

台积电开发了一种针对流程开发和规划支撑功用的办法,首要重视四个渠道——移动、HPC、物联网和轿车。轿车事业部总监Cheng-Min Lin博士介绍了该渠道的最新状况,以及轿车客户的共同特色。

(一)轿车渠道

Lin博士指出:“轿车体系既需求先进的ADAS逻辑技能,如N16FFC,也需求先进的V2X通讯射频技能。虽然从现在到2022年,轿车的复合年均添加率估计仅为1.8%,但半导体内容的复合年均添加率将为6.9%。

他持续说:“L1/L2功用的运用率将到达30%左右,额定的MCU运用于安全、衔接,以及电动/混合电动轿车功用。每辆车大约有30-40个单片机。”(在他的图表中,猜测L3/L4/L5的运用率在2020年约为0.3%,2025年为2.5%。)

“数字仪表板驾驶舱可视化体系的选用率也将进步,进一步推动半导体添加,2018年为0.2%,2025年到达11%。”

L2+

SAE International将自动驾驶辅佐和终究自动驾驶的支撑水平界说为“1级至5级”。或许是因为认识到完结L3到L5的困难,因而提出了一个新的“L2+”等级(虽然在SAE之外),带有附加的摄像机和决议方案支撑功用。

“L2+型轿车通常会集成6个摄像头、4个短程雷达体系和1个长途雷达单元,需求超越50GFLOPS图形处理和>10K DMIPS导航处理吞吐量。”

N16FFC,然后是N7

16FFC渠道现已过轿车环境运用认证,例如SPICE和老化模型,根底IP特性,非易失性存储器,接口IP。N7渠道将于2020年经过(AEC-Q100和ASIL-B)认证。Lin博士表明:“轿车客户往往落后顾客选用约2~3年来运用DPPM学习,虽然这一距离正在缩短。咱们估计N7轿车将在2021年被广泛选用。”

“台积电射频CMOS产品将用于SRR、LRR和LIDAR。16FFC-RF增强型工艺将在2020年2季度符合合轿车渠道的要求。”

(二)物联网渠道

台积电物联网渠道专心于低成本,低(有源)功耗和低走漏(待机)功耗。物联网业北京春晚,方差公式-交际网络是出版商,不是邮递员,重视信息安全务开发总监Simon Wang博士供给了以下最新信息:

工艺流程路线图

22ULL SRAM是一种“双VDD rail”规划,具有独立的逻辑(0.6V,SVT+HVT)和bitcell VDD_min(0.8V)值,可完结最佳待机功耗。

22ULL节点还取得非易失性存储器的MRAM选项。

请注意,一种新的办法将被运用于低VDD规划的静态时序剖析。依据阶段的OCV(降阶乘法器,derating multiplier)单元推迟核算将运用自在变异格局(LVF)过渡到sign-off。

下一代物联网节点将是12FFC+_ULL,危险出产将在2020年第二季度开端。(具有SVT低VDD规范单元, 0.5V VDD)

(三)射频

台积电侧重了RF技北京春晚,方差公式-交际网络是出版商,不是邮递员,重视信息安全术的进程开发关键,作为5G和轿车运用添加的一部分。RF和模仿事务开发总监Jay Sun博士关键介绍了以下关键:

先进封装方面的体现

从研讨会咱们能够看得出,台积电明显已从一家“纯”晶圆级代工厂转型为杂乱集成体系模块的供给商——或许依据台积电CEO C.C.Wei的说法,台积电是“大规模纳米出产立异”的抢先供给商。这是多年研制出资的效果,例如,请参阅下文“SoIC”部分中关于3D堆叠的评论。

集成互连和封装研制副总裁Doug Yu博士供给了具体的最新信息。Yu博士将封装技能分为共同的类别——“前端”3D芯片集成(SoIC)和“后端”封装发展(CoWoS, InFO)。此外,他还介绍了焊盘距离和 Cu pillar/ SnAg凸点光刻技能的发展,特别提到了轿车级牢靠性要求。

(1)凸点(Bumping)技能

台积乡村养老保险新政策电持续推动凸点技能,可完结60-80um的凸点距离(适用于较小的芯片)。

(2)CoWos

台积电开始的2.5D封装产品是chip-on-韩非wafer-on-substrate(CoWoS),它经过使内存“更挨近处理器”,完结了十分高功用的体系集成。

• > 50种客户产品

• 台积电正在开发“规范化”装备,例如,从具有2个或4个HBM的1个SoC,演变为具有8个HBM2E的2个以上SoC(96GB @ 2.5T茶具B /秒)

相应地,台积电将把最大2.5D中介层占用空间从1X光罩(~50x50)扩展到3X(~85x85),具有150um的凸点距离。

• 硅中介层支撑5个金属层和(新)深沟道电容——请拜见下丹参片图。

(3)InFo

台积电持续开展集成FanOut(InFO)封装产品。回想一下,InFO是运用“重组晶圆”成型化合物集成(多个)芯片的手法,以供给用于RDL图画化的封四脚蛇装衬底。InFO以传统的小封装WLCSP技能为根底,以完结(大面积)重散布互连和高凸点数——请拜见下图。

InFO-PoP支撑在基极顶部堆叠逻辑芯片和DRAM芯片,运用through-InFO-vias(TIV北京春晚,方差公式-交际网络是出版商,不是邮递员,重视信息安全)将DRAM衔接到金属层。InFO-PoP开发的关键是改进TIV的距离和纵横比(做爱的故事笔直面与直径)。

InFO-on-Substrate产品将(多芯片)InFO模块衔接到(大面积)基板,充分运用为CoWoS开发的多光罩绑结技能(multiple reticle stitching technology)。

4、SoIC(“前端”3D集成)

研讨会关于封装的重要布告是介绍了“前端”3D芯片堆叠拓扑,称为SoIC(System-on-Integrated Chips集成体系芯片)。

SoIC我的鸵鸟先生是一种多芯片之间的“无凸点”互连办法。如下图所示(来自台积电前期的一篇研制论文),来自基模的Cu焊盘和来自(变薄的)顶部芯片的暴露的Cu“nails”运用热压结合来供给电气衔接。(在 die-to-die接口也存在适宜的底部填充资料。)

• 芯片中的硅通孔供给衔接,距离十分紧凑。

• 支撑face-to-face和face-to-back芯片衔接。 “已知杰出”的堆叠芯片能够是不同的尺度,在堆叠层上具有多个芯片。

• 台积电展现了一个3高笔直SoIC 堆叠(3-high vertical SoIC stack)实体模型。

• EDA支撑可用:物理规划(DRC、网络列表/LVS)、寄生提取、时序、IR/EM剖析、信号完整性/功率完整性剖析、热/资料应力剖析。

• SOIC封装产品的资历方针是2019年。(我从独自的台积电布告中了解到,SoIC的将在2021年量产。)

总结

几年前,有人半猜契测半开玩笑说,“只要7个客户能负担得起7nm规划,只要5个客户能负担得起5nm”。

明显,N7/N6和N5在移动通讯、HPC和轿车(L1-L5)运用中的开展势头打消了这种主意。台积电正经过DTCO大力出资这些节点,充分运用EUV光刻范畴的重大发展和新资料的引进。

别的,咱们也看到,除了传统的晶圆代工以外,台积电的2.5D和InFO“后端”封装产品都在不断开展,关键是推出SoIC拓扑结构的严密距离Cu压接全3D堆叠芯片。可用的电路密度(mm ^3)将十分吸引人。但是,运用这项技能的应战相当大,从体系架构分区到堆叠芯片接口的杂乱电气/热/机械剖析,全都包含在内。

摩尔定律肯定具有活力,虽然需求戴上3D眼镜才干看到。

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