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2020-12-24

推動台灣成為半導體先進製程中心 專家探討挑戰與契機

SEMICON Taiwan 2020半導體先進製程科技論壇,以5G毫米波(mmWave)智慧晶片設計、創新材料與製程技術為主題,探討半導體產業面臨的新挑戰與新契機。 

 

行政院政務委員唐鳳開場白數位時代創新為主題,分享當前政府致力於有效率的 IT 轉型結果正以迅速、公平與有趣的方向來提升施政滿意目標以情資智慧來說,就是要迅速。例如新冠肺炎資訊早在 2020 年初就已蒐集並掌握到情資,便以訊息公開加上超前部署的作法,讓台灣不受疫情影響可以正常進行社交活動。至於公平方面,則是口罩地圖搭配實名制來公平配給,加上資料透明方便購得等措施,讓民眾都可以輕鬆買到口罩,以防止疫情傳播。最後在有趣方面,則以幽默戰勝謠言的作法,推出各式有趣的海報與文宣,來破除各種假新聞與網路謠言,物品囤積的狀況不會發生。總之,台灣政府透過上述 ICT 工具,在疫情期間能即時且有效率的傳達正確訊息適合各國政府單位參考與學習

 

台積電處長李連忠,以單體 3D IC 的研究前景為主題介紹裝置科技的發展趨勢、未來科技的材料研究與單體 3D 整合。因應當今 ICT 微型裝置的普及,2020 全球 200 億個聯網裝置市場規模。為讓裝置體積更小、性能更強,提升電晶體數量與提升製程技術,仍是 IC 設計的發展主軸,因此未來微型裝置的發展趨勢將是透過系統優化與單體整合為主。因為目前已確立 2D 過渡金屬二鹵化物以及 1D 奈米能用來當作材料,並實際製造出真正裝置,足以證明這些材料的未來發展潛力,將成為下世代製程技術提升關鍵 

 

聯電技術部經理Shyam Parthasarathy則提到 CMOS 專業晶圓廠的角度介紹 5G 毫米波與系統的技 術發展趨勢由於5G晶圓架構比4G LTE複雜,未來 Tuner Core 架構與RF SOI (絕緣層上覆矽) 技術將具有更好的發展趨勢而聯電的 RFSOI 平台,可用來整合 sub-6G 與毫米波的 RF (射頻前端模組使其擁有極具備競爭力的 LNA (雜訊放大) 實現最佳的切換效率此外可透過堆疊的高度整合方式來提高 PA (功率放大器) 性能以強化功率密度並以標準封裝密度來製作總之,聯電的 RFSOI 平台,可在 300mm 平台提供發展的製造和設計流程經驗,讓廠商開發出高度整合的 5G 毫米波與 sub-6G 前端模組應用產品 

 

Entegris 技術長James A. O’Neill 加速材料發展新紀元為主題,說明當今疫情促使半導體發展更加迅速,需要更好的材料來提升先進製程技術與生產良率。以當前EUV (極紫外光) 時代來說當前進到 3nm 以下時,將需要有阻抗材料與光罩吸收材來解決當前噪點與良率問題再來演進到重直擴增時代,則將採用到原子等級的精準控制與新材料技術,屆時將導入碳奈米管、二硒化鎢、二硫化鎢、二硫化鉬等材料做到先進製程同時達到超低不良率的新境界。再接下來的後銅鎢時代,將陸續導入鈷、釕、鉬等金屬材料,來取代較低熔點的材料降低不良率最後瑕疵時代,也就是運用各種新材料技術的全面導入,讓各種採用先進製程生產的半導體元件,也能達到當今汽車工業那樣的零不良率境界。正因此,Entegris 提供高效率蝕刻化學材料,以及協同解決方案,幫助客戶在推進到先進製程技術時,也能同時提高良率。 

 

東京威力科創聯盟策略經理関口章久,說明5G 未來的製程技術挑戰。由於當前數位世代改變人們生活,在製程演進的洪流之下,為突破摩爾定律,未來  10年發展趨勢,市場將客製化的AI系統、高效能的伺服器,以及量產化的IoT裝置與感測器。隨著邏輯 IC  2030 進步到 0.7 奈米NAND IC 將於 2026 年走到 3540nm  4005xx  3D 疊層,以及DRAM IC 將於2026年導入新的 4F2  3D 架構這些演變都將運用到新的堆疊、接合材料與製程技術,因此半導體生產也將邁入智慧化,從以前獨立運作,到今日的搭配智慧工具分析,不久後將像自駕車分級那樣,逐漸踏入半自動幾年後進入全自動,甚至將走向設備 AI 智慧化,幫助晶圓廠提升整體產能與良率。 

 

SynopsysAI 產品總監 Stelio Diamantidis  智慧晶片設計新紀元介紹 DSO.ai  AI 電子設計方案,由於晶片設計就跟下一手好棋一樣需要硬底子因此透過 AI 的輔助,來達到 DSO (設計空間優),將是未來電子設計的趨勢。其可幫助原先需要多位工程師在幾個月完成的事情,縮短到只要一位工程師在短短幾週即可完成。如此可以降低設計成本,加速產品上市時程。 

 

Avalanche Technology 執行副總懷一鳴STT-MRAM AI 應用」,說明STT-MRAM (自旋轉移矩磁阻記憶體)專為AI應用產品所打造的嵌入式記憶體方案,具備高效能、非揮發、超耐用、低功耗、成本低、耐高溫優勢,可完全取代 SRAM搭配 300mm / 22nm 製程技術生產,良率可達9成以上。MRAM技術可滿足新一代嵌入式樣智慧互聯裝置需要更快速、更省電、更耐用等特性且該公司已與策略夥伴建構出龐大的生態系,向量產行列。 

 

稜研科技總經理張書維5G 世代連接未來為主題,說明 5G NR 毫米波使用矩陣天線來收發信號,因此駕馭 Beamforming (波束成型) 技術來設計與測試天線,將是產業界不可缺少的工具。該公司 BBoxXBeamAiP方案,可分別解決研發人員缺少開發工具、超 OTA 測試以及複雜的毫米波天線設計等問題提供完善的 5G 開發工具、測試與天線解決方案,幫助開發快速導入減少產測所需時間,以加速產品上市時程 

 

Mentor車用 IC 測試方案經理 Lee Harrison說明當今汽車內使用的電子元件越來越多, 80% 的創新都是來自車用電子 IC,因此 DFT (測試設計)將是汽車發展的重要一環。除了基本汽車功能之外,車用IC也有越來越多使用在ADAS (先進駕駛輔助系統)因此 DFT 目的除了找出系統瑕疵之外,更重要的是提升安全性。而該公司的車用IC測試項目涵蓋到從汽車啟動、上網連線,到熄火整個階段透過嵌入式分析來偵測軟體 Bug、效能因素與駭客攻擊,提升安全性幫助車廠在災害發生前就先找出問題所在,並提早解決 

 

Lam Research半導體製程與整合總監 Joseph Ervin,以透過虛擬製造來達到全疊運算優化為主題,說明當今DTCO (設計技術同優)的困難點,在於軟體格局過零散、數據孤島和抽象等級、優化是多變且複雜的,因此透過虛擬製造方式,將佈線與製程資料做連結,來模擬製造過程中各種空間變化,以便制定產品規格與提升良率在製程技術與設計內容之間,建立好 DTCO 連結是必要的,而運算優化(DTCO)將可透過虛擬製造來達成目標 

 

最後,由 ASML 亞太策略行銷資深總監 Boudewijn Sluijk,以EUV-微縮的力量為主題,介紹台灣 EUV (極紫外光) 蝕刻技術的領導者EUV可提升製程技術與超高良率為優勢帶領廠商開發出 7nm甚至 5nm的晶片,以生產出更強大的消費性電子產品因為 EUV 具備降低圖案製作成本 (限制多次曝光)、在實際晶圓廠可提供更高產能減少學習曲線以加速上市時間,使用較少多重曝光疊層以提升良率,並擁有優秀的電氣特性以便控制、規格可訂更高。未來 EUV  NA (數值孔徑) 技術 IC 密度提升 2  3幫助晶圓廠為下個十年做好製程微縮的準備。