繼聯(lián)電在2017年進行高階主管大改組,，并宣布未來經(jīng)營策略將著重在成熟制程之后，格芯也在新執(zhí)行長Tom Caulfield就任半年多后,，于日前宣布無限期暫緩7nm制程研發(fā)，并將資源轉(zhuǎn)而投入在相對成熟的制程服務(wù)上。

引入EUV工藝是半導(dǎo)體7nm工藝的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點

眾所周知,，目前半導(dǎo)體領(lǐng)域,，7nm工藝是一個重要節(jié)點。而7nm工藝是半導(dǎo)體制造工藝引入EUV技術(shù)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折,，這是摩爾定律可以延續(xù)到5nm以下的關(guān)鍵,，引入EUV工藝可以大幅提升性能，縮減曝光步驟,、光罩數(shù)量等制造過程,，節(jié)省時間和成本。

不過引入EUV技術(shù)并不容易,，其需要投入大量資金購買昂貴的EUV設(shè)備,，同時需要進行大量的工藝驗證以確保在生產(chǎn)過程中獲得較佳的良率，才能以經(jīng)濟的成本適用于生產(chǎn)芯片,。

半導(dǎo)體制程微縮廠商：臺積電,、三星電子、英特爾

聯(lián)電與格芯先后退出先進制程軍備競賽,，加上英特爾的10nm制程處理器量產(chǎn)出貨時程再度遞延到2019年底,，均顯示先進制程的技術(shù)進展已面臨瓶頸。展望未來,，還有能力持續(xù)推動半導(dǎo)體制程微縮的業(yè)者,，或只剩下臺積電、三星電子跟英特爾三家公司,。

從進度上看,，臺積電公布的7nm芯片已有50多款在流片，可算是遙遙領(lǐng)先,。英特爾則仍苦苦掙扎于10nm,。而三星近年來逐漸將代工業(yè)務(wù)視為發(fā)展重點，先后在美國,、中國,、日本等多地先后舉辦的三星代工論壇上還公布了其7nm以后的最新工藝路線圖，預(yù)計2018年推出7nm FinFET EUV工藝,，而8nm LPU工藝也會開始風(fēng)險試產(chǎn),，2019年推出7nm的優(yōu)化版，即5／4nm FinFET EUV工藝,，同時面向RF射頻,、eMRAM等芯片的18nm FD－SoI工藝開始風(fēng)險試產(chǎn)，到2020年推出3nm EUV工藝,，同時晶體管架構(gòu)從FinFET轉(zhuǎn)向GAA,。三星目前已將GAA視為7nm節(jié)點之后取代FinFET晶體管的新一代候選技術(shù)。

臺積電研發(fā)“保守”,，使三星反超

三星作為全球最大的存儲芯片生產(chǎn)企業(yè),，通過在存儲芯片上錘煉先進工藝,，在過去三年間，三星就采用EUV技術(shù)處理了20萬片晶圓生產(chǎn)SRAM,。

去年五月,，三星推出了首款使用EUV光刻解決方案的半導(dǎo)體工藝技術(shù)7nm LPP EUV，預(yù)期可借此突破摩爾定律的擴展障礙,，為單納米半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展鋪平道路,。另外，三星位于華城市的7nm廠預(yù)計最快明年量產(chǎn),，并計劃投入56億美元升級晶圓產(chǎn)能,，其中三星在韓國華城的S3生產(chǎn)線上部署了由原本的10nm工藝改造而來的ASML NXE3400 EUV光刻機，這條生產(chǎn)線的EUV產(chǎn)能據(jù)稱已經(jīng)達到了大規(guī)模量產(chǎn)的標(biāo)準,。除此之外,，三星還將新建一條EUV工藝專用的產(chǎn)線，計劃在2019年底全面完成后,，2020年實現(xiàn)EUV量產(chǎn)。相較之下,，臺積電今年才宣布和聯(lián)發(fā)科合作試產(chǎn)7nm制程12核心芯片,，但根據(jù)臺積電10nm今年難產(chǎn)的現(xiàn)狀來看，臺積電的研發(fā)進程顯得相當(dāng)落后了,。

三星為何如此激進采用EUV技術(shù)

日前,，三星、高通宣布擴大晶圓代工業(yè)務(wù)合作,，該合作計劃將長達十年,，三星將授權(quán)“EUV光刻工藝技術(shù)”給高通使用，其中包括使用三星7nm LPP EUV工藝技術(shù)制造未來的驍龍5G移動芯片組,，預(yù)計高通下一代5G移動芯片,，將采用三星7nm LPP EUV制程，通過7nm LPP EUV工藝,，驍龍5G芯片組可減少占位空間,，讓OEM廠有更多使用空間增加電池容量或做薄型化設(shè)計。除此之外,，結(jié)合更先進芯片設(shè)計,，可明顯增進電池續(xù)航力。

三星如此堅定地在其首個7nm就激進地采用EUV技術(shù),，是三星綜合許多因素考慮的結(jié)果,，包括EUV設(shè)備是否準備好，成本,、多重曝光復(fù)雜性,、保真度和間距縮放等,。對三星自家的7nm而言，（柵極）間距可以控制在單次曝光,，這使得整個光刻工藝流程減少了與曝光相關(guān)的大部分設(shè)計復(fù)雜性,，這也恰恰說明三星內(nèi)部開發(fā)的EUV光罩檢測工具，是三星的一個重要優(yōu)勢,。目前市場還沒有類似的商業(yè)工具被開發(fā)出來,，不僅如此，三星也在開發(fā)EUV微影光阻劑,，并有望在今年稍晚達到大規(guī)模量產(chǎn)要求的目標(biāo)良率,。

EUV技術(shù)的進步對后續(xù)半導(dǎo)體節(jié)點發(fā)展至關(guān)重要

EUV技術(shù)的進展還是比較緩慢的，而且將消耗大量的資金,。盡管目前很少廠商將這項技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)中,，但是極紫外光刻技術(shù)卻一直是近些年來的研究熱點，所有廠商對這項技術(shù)也都充滿了期盼,，希望這項技術(shù)能有更大的進步,，能夠早日投入大規(guī)模使用。

各家廠商都清楚,，半導(dǎo)體工藝向往下刻,，使用EUV技術(shù)是必須的。在摩爾定律的規(guī)律下,，以及在如今科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的信息時代,，新一代的光刻技術(shù)就應(yīng)該被選擇和研究，因為EUV與其他技術(shù)相比有明顯的優(yōu)勢：

1,、EUV的分辨率至少能達到30nm以下,，且更容易收到各集成電路生產(chǎn)廠商的青睞。

2,、EUV是傳統(tǒng)光刻技術(shù)的拓展,，同時集成電路的設(shè)計人員也更喜歡選擇這種全面符合設(shè)計規(guī)則的光刻技術(shù)。

3,、EUV技術(shù)掩模的制造難度不高,，具有一定的產(chǎn)量優(yōu)勢。

但是目前,，EUV光刻技術(shù)設(shè)備制造成本十分高昂,，包括掩模和工藝在內(nèi)的諸多方面花費資金都很大。除此之外,，EUV光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計和制造也極其復(fù)雜,，隨著制程的演進、線寬的微縮,，伴隨而來的是巨大人力以及物力的投資,、制程材料與設(shè)備的開發(fā),，這些急劇增加的生產(chǎn)成本，也代表EUV絕對會是推進摩爾定律的重要因素之一,，但除了EUV本身設(shè)備的開發(fā)與挑戰(zhàn),，制程整合亦是另一巨大的挑戰(zhàn)。例如晶圓的清洗制程,，光罩的清洗與保存,，甚至是后面的蝕刻或化學(xué)機械研磨等等，都必須要與EUV一同開發(fā),。

半導(dǎo)體摩爾定律繼續(xù)地被推進向前,，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈也將會再一次的被帶動，EUV技術(shù)帶來的科技成果也值得令人期待,。