逻辑和存储器芯片受青睐 第三季ASML接23台EUV系统订单

逻辑和存储器芯片受青睐 第三季ASML接23台EUV系统订单

全球半导体微影技术领导厂商ASML 16日发布2019年第3季财报。根据财报显示,ASML在2019年第3季销售净额(net sales)为30亿欧元,净收入(net income)为6.27亿欧元,毛利率(gross margin)43.7%。

预估2019年第4季销售净额则将落在约39亿欧元上下,较第3季成长30%,毛利率约为48%到49%。

ASML总裁暨执行长Peter Wennink表示,ASML在2019年第3季的销售额和毛利率符合财测。而由于5G和人工智能等终端市场技术和应用需要使用到先进制程芯片。因此,在年底之前,预期逻辑芯片客户的需求将持续强劲。

至于,在EUV方面,ASML表示客户有稳定的进展。在2019年第3季中,除了一共完成7台EUV系统出货,其中3台是NXE:3400C之外,该季还接到23台EUV系统订单,不仅创下ASML单季最高订单金额纪录,也证实逻辑和存储器芯片客户均积极将EUV系统导入芯片量产。

总结来说,ASML对于2019年的整体营收目标维持不变,2019年对于ASML来说仍是成长的一年。

展望2019年第4季营运状况,ASML预估销售净额可达39亿欧元,毛利率约48%到49%。研发费用约5亿欧元,管理支出费用(SG&A)约1.35亿欧元。

国务院副总理韩正考察重庆万国半导体

国务院副总理韩正考察重庆万国半导体

近日,重庆万国半导体科技有限公司(以下简称“重庆万国半导体”)亮相央视新闻联播。

据新闻联播报道,10月14日至15日,中共中央政治局常委、国务院副总理韩正在重庆市调研期间考察了重庆万国半导体,了解企业生产运营情况,参观芯片生产线。

考察过程中,韩正勉励企业做专做细做硬关键核心技术,提升市场竞争力,叮嘱地方政府进一步优化营商环境,为企业做强做大提供有效保障。

据了解,万国半导体科技有限公司成立于2000年9月,总部位于美国加利福尼亚州硅谷,是一家美商独资上市的华人企业。

2015年9月,两江新区管委会与万国半导体科技有限公司(以下简称“AOS”)签订“12英寸功率半导体芯片制造及封装测试生产基地项目投资协议”,同时,AOS与重庆市战略基金、两江战略基金达成合资经营协议,于2016年4月22日成立重庆万国。

资料显示,重庆万国半导体项目总投资10亿美元,总建筑面积约22万平方米,将逐步构建起包括芯片研发、设计、制造、封装、测试等环节的完整产业链,促进重庆电子信息产业从笔电基地到“芯屏器核”智能终端的全产业的生态链布局。

项目分为两期进行建设,其中一期投资约5亿美元,建筑面积9.3万平方米,主要建设规模为月产2万片12英寸功率半导体芯片、月产500KK功率半导体芯片封装测试。二期计划投资5亿美元,建设月产5万片12英寸功率半导体芯片、月产1250KK功率半导体芯片封装测试。

长电科技迎新首席财务长

长电科技迎新首席财务长

10月16日,国内封测龙头厂商长电科技发布临时会议决议公告,宣布会议审议通过了《关于聘任公司高级管理人员的议案》,显示其将迎来新的首席财务长。

公告显示,根据公司首席执行长(CEO)郑力先生提名,经董事会提名委员会审核,一致同意改聘穆浩平先生为公司资金营运资深副总裁,不再担任首席财务长,任期自本次董事会聘任通过之日起至本届董事会任期届满。

此外,根据公司首席执行长(CEO)郑力先生提名,经董事会提名委员会审核,一致同意聘任周涛女士为公司首席财务长,任期自本次董事会聘任通过之日起至本届董事会任期届满。

资料显示,周涛为美国德克萨斯大学圣安东尼奥分校会计学学士、美国圣塔克拉拉大学工商管理硕士。此前,周涛曾任恩智浦半导体大中华区首席财务官、财务副总裁、高级财务总监、财务总监;安森美半导体财务总监;美国卓然半导体财务经理;飞利浦半导体高级财务分析师等职务。

值得一提的是,长电科技现任CEO郑力亦曾在恩智浦任职,曾担任恩智浦全球高级副总裁兼大中华区总裁。

直指台积电 三星联合ARM与新思科技开发5纳米制程优化工具

直指台积电 三星联合ARM与新思科技开发5纳米制程优化工具

在半导体先进制程上的进争,目前仅剩下台积电、三星、以及英特尔。不过,因为英特尔以自己公司的产品生产为主,因此,台积电与三星的竞争几乎成为半导体界中热门的话题。

近几年来,台积电在半导体制程技术上一路突飞猛进,但三星也不甘示弱,积极的推进各种新制程,但是无论就技术,还是进度方面仍然比台积电慢了不少。在当前台积电的7纳米加强版EUV制程已量产情况下,三星方面则可能还要一些时间的努力。

不过,眼下两家厂商的重点都已经不在7纳米的身上,而是加速迈向更新的5纳米制程上。

根据外媒报导,三星、Arm、与新思科技(Synopsys)联合宣布,已经开发了一整套优化工具和IP,可让芯片厂商以三星5纳米制程,快速生产基于ARM Herculues CPU核心的芯片。

报导指出,三星5纳米制程技术编号为5LPE,也就是5nm Low Power Early。该制程是三星7纳米制程(7LPP),在第二代6纳米(6LPP)制程之后,所发展出的第三代改良版制程。在以EUV极紫外光刻技术之后的5LPE,号称逻辑效率将较前一代提升最多25%,或者是在相同性能和密度下,整体的芯片功耗将可降低20%,以及在同等功耗和密度下,性能能够提升10%。

对此,三星强调由于制程一脉相承的关系,芯片厂商可以重新利用三星7纳米制程的IP,应用在5纳米的制程上,以加速在5LPE上的芯片开发。不过,如果要想发挥其全部潜力,其新的优化工具和IP依旧必不可少。因此,三星宣布与Arm与新思科技的合作,由ARM向三星的5纳米制程提供物理IP和POP IP,以进一步帮助客户快速开发新品。

而根据三星所公布的资料显示,三星预计2019年下半年完成5纳米制程进行流片,2020年上半年投入量产。而届时台积电的新一代6纳米制程也进入量产,更新5纳米制程则将紧随而来,这使得两者间的竞争还将会进一步地延续下去。

中晶(嘉兴)半导体300mm大硅片项目有何进展?

中晶(嘉兴)半导体300mm大硅片项目有何进展?

作为浙江嘉兴2019年第一个开工检核百亿项目,嘉兴科技城中晶(嘉兴)半导体有限公司迎来了最新进展。

据南湖发布微信公众号报道,目前项目各厂房桩基工程已经完成,拉晶厂房已主体结顶,抛光打磨厂房、综合楼、配套房、公用站房正在建设中。

据企业负责人介绍,截至9月,该项目已完成固定资产投资4.66亿元。预计今年12月,项目一期土建工程可以全部完成,2020年7月,一期厂房可竣工投入使用,全部工程预计在2024年6月完成。

国家企业信用信息公示系统显示,中晶(嘉兴)半导体有限公司已于2018年12月12日正式注册成立,注册资本10亿元。

根据此前的资料,中晶(嘉兴)半导体大硅片项目由上海康峰投资管理有限公司投资建设。项目计划总投资110亿元,选址于嘉兴科技城产业加速与示范区。其中一期投资60亿元,固定资产投资超56亿元,用地面积139亩,计划建设300mm单晶硅片生产线。

项目于2月28日正式开工,根据此前规划,该项目将在2021年2月竣工投产,建成后规划年产能可达480万片300mm大硅片,预计实现年销售产值达35亿元。该项目投资强度可达4080万元/亩,年产出可达2450万元/亩,年税收不低于200万元/亩,具有投资强度大、土地使用率高、产出效益高、税收贡献大等特点。

为什么需要下一代DRAM?

为什么需要下一代DRAM?

其中在半导体存储部分,集邦咨询表示,随着技术的发展,下一代DRAM(内存)DDR5/LPDDR5在2020年将进行导入与样本验证,并逐步面市。

内存是计算机和移动智能终端的重要组成部分,经历了长时间的竞争更替和路线选择之后,DRAM技术被稳定在以DDR技术为基础的发展路线上。从DDR到DDR2、DDR3,今天市面上比较普及的DRAM技术规格是DDR4/LPDDR4。

资料显示,相比现有产品,除了外形变化不大之外,DDR5带来了更高的带宽、更大的容量和更出色的安全性。

从原理上来看,DDR5是一种高速动态随机存储器,由于其DDR的性质,依旧可以在系统时钟的上升沿和下降沿同时进行数据传输。和DDR4一样,DDR5在内部设计了Bank(数据块)和Bank Group(数据组)。

和DDR4相比,DDR5在数据块和数据组的配置上更为宽裕。

在DDR4产品上,数据组的数量最高限制为4组,一般采用2组配置。在DDR5上,数据组的数量可以选择2组、4组到最高8组的设计,以适应不同用户的不同需求,并且还可以保证Bank数据块的数量不变。

这意味着整个DDR5的Bank数量将是DDR4的至少2倍,这将有助于减少内存控制器的顺序读写性能下降的问题。

除了数据组翻倍外,在预取值、减少总线压力、PDA模式、类双通道等多方面都有不同程度的创新或重新设计,这为DDR5实现更高带宽、更快速度和更好安全性打下基础。

得益于最新的技术,DDR5有可能带来单片32Gb的DDR5颗粒,这样单内存条支持的内存容量有可能提升至64~128GB。而规格上,目前DDR5的内存规格从DDR5 3200起跳,最高可到DDR5 6400。

各大厂商DDR5进展

虽然JEDEC(固态技术协会)关于DDR5的最终规范还没有完全确定,但这也挡不住国际大厂的热情。目前多家厂商都公布了自己的DDR5产品路线图和规划。

根据路线图来看,目前全球DRAM厂商中,包括三星、美光、SK海力士等厂商都提出了DDR5产品规划。其中三星、美光和SK海力士已经展示了自家旗下的DDR5颗粒,并开始小批量出货。

下面是各大厂商DDR5相关产品进展:

· 美光:

2018年5月,美光就联合Cadence展示了DDR5内存和内存控制器的样品。Cadence是全球顶尖的EDA厂商,本次推出的DDR5相关IP产品也是配合JEDEC即将发布的DDR5内存而来。Cadence的DDR5内存控制器测试芯片采用了TSMC的7nm工艺制造,搭配的内存则是美光的DDR5 4400 8Gb颗粒。

 · 三星:

2018年7月,三星另辟蹊径展示了LPDDR5颗粒。相比DDR5内存而言,LPDDR5的基本技术原理和其类似,但是面向移动设备,在总线位宽、功能设计上做出了一些妥协,更注重高性能功耗比和低功耗、小尺寸。三星成功拿下了首个展示LPDDR5技术的桂冠。

· SK海力士:

2018年11月,SK海力士推出了DDR5内存的样品。这款内存采用的芯片容量为16Gb,SK海力士宣称其完全按照JEDEC的DDR5规范开发(虽然现在也没公开)。

2019年2月,SK海力士又在国际固态电路会议上展示了旗下DDR5内存的相关开发进度。这次SK海力士带来的是最高端的DDR5 6400芯片的相关情况。SK海力士展示的是一款容量为16Gb的DDR5颗粒,有32个Bank和8个Bank Group,其接口传输速率为6400MT/s,电压依旧是1.1V,制造工艺也是之前介绍过的1Ynm,其内部具有四个金属层,芯片封装尺寸为76.22平方毫米。

为什么需要DDR5内存

从原厂的角度来看,DDR5内存从技术上已经做好了准备,一旦产业链配套的英特尔、AMD、高通等厂商做好准备,DDR5家族的产品就可以正式上市。

除了传统的台式电脑领域需要DDR5之外,笔记本电脑和智能手机也将对DDR5形成强大的需求。尤其在5G和AI等技术的快速普及下,快速传输和计算将成为庞大的刚需。

当然,未来降低功耗和提升性能一样重要,存储器制造商经常面对的挑战是必须不断地提供越来越高的性能水平,同时还得支援更高的电源效率,特别是在低功耗的DRAM领域。

这也是为什么三星会率先发布应用在智能手机和笔记本电脑上的LPDDR5的原因。

以速度和效能来看,三星12Gb LPDDR5比当今智能手机中所用的LPDDR4X行动存储器更快约1.3倍;LPDDR4X的速度为4.2Gbps。以12GB的容量来看,LPDDR5可以在1秒钟内传输44GB的数据,相当于12部全高解析(full HD)的影片。

从主要的功率消耗来看,即将全面商用的5G网络并不会消耗更多能量,但5G意味着将带来更快速的管线,让高端智能手机用户能够透过串流或档案传输,在其手机之间传输更多的资料,包括高质量视频等。

此外,智能手机上的AI技术也意味着设备将会进行更多的计算,而且在要求应用程序执行某些操作(例如影像识别)时不容许延迟,这将面对更高的带宽压力。

事实上,今年年初,JEDEC为最新的LPDDR标准进行升级,使其I/O速率较前一代标准大幅提升,让存储器传输速度增加一倍,目的就在于为智能手机、平板电脑和轻薄型笔记本电脑等移动终端提高速度与效率,而这也是未来的市场需求,也就需要下一代DRAM。

格芯宣布提供系统SoC安全解决方案,防止针对IP非法威胁

格芯宣布提供系统SoC安全解决方案,防止针对IP非法威胁

晶圆代工大厂格芯(GlobalFoundries)于16日宣布,将与Arm合作藉由基于格芯旗下FD-SOI的22FDX平台,为蜂巢式物联网应用程序提供安全的系统SoC解决方案。

格芯表示,随着逆向工程和其他对IP的非法威胁与日俱增,必须使用包括加密核心、硬件信任和高速协议引擎等方式的硬件安全IP解决方案,以求在基础上保护复杂的电子系统。而格芯的22FDX平台具有Arm CryptoIsland芯片安全隔离区,提供同芯片和硬件安全的解决方案,可将前端模块(FEM)、射频(RF)、基带、嵌入式MRAM和加密功能轻松整合到一个物联网SoC中,同时大幅度降低成本。

对此,Arm新兴业务副总裁暨总经理Vincent Korstanje表示,世界上有数十亿台设备产生关于智慧城市、农村环境和数位转型行业的数据,为了提供正确的洞见,安全性是不可或缺的。设计行动装置和物联网应用程序的客户将受益于格芯的22FDX高度整合、高效能平台的CryptoIsland技术,因其提供全新等级的安全性,而其易于部署的特性将反映在成本比例上。

而格芯工业与多重市场副总裁Ed Kaste也指出,有这么多物联网的渠道,再加上网络攻击防御的重要性与日俱增,相信未来几年,芯片安全对业界和客户会越来越重要。运用格芯的22FDX平台和Arm强大的CryptoIsland安全子系统,可以为共同客户提供高度整合的安全解决方案,这将突破蜂巢式物联网以往的水平,为蜂巢式物联网应用程序提供新的安全识别功能。

格芯指出,旗下的22FDX提供快速的产品解决方案,包括符合硅标准的IP。目前,格芯在德国德勒斯登一号晶圆厂,透过最先进的12吋晶圆产线,开发22FDX安全解决方案。

华为海思向公开市场推出Balong 711芯片

华为海思向公开市场推出Balong 711芯片

昨日,华为麒麟微信公众号发布消息,上海海思技术有限公司向物联网行业宣布推出首款华为海思LTE Cat4平台Balong 711。据介绍,Balong 711芯片自2014年发布以来承载了海量发货应用,支持LTE-FDD/LTE-TDD/WCDMA/GSM多模制式,为物联网行业客户提供高速、可靠的网络连接解决方案。

Balong 711套片包含三颗芯片:基带芯片Hi2152、射频芯片Hi6361、电源管理芯片Hi6559,平台目前已大量应用于各行各业,全球累计出货量约1亿套。凭借其优越的性能,基于上海海思Balong 711芯片平台的产品均获得全球物联网行业客户的充分认可和信赖。

据官方介绍,上海海思Balong 711芯片是最早开发的4G Modem芯片之一,已完成全球超过100家主流运营商的认证;支持Open CPU,降低整机开发难度,加速整机产品上市时间,提升客户整机产品竞争力;可与视频、TV、AI、WiFi等芯片搭配使用,提供4G+视频/4G+AI/4G+TV/4G+WiFi等不同的解决方案满足场景需求等。

Balong芯片是华为海思旗下的终端基带芯片系列。据了解,2007年海思决定成立巴龙项目组,专攻通讯基带研发。2010年,华为推出了业界首款支持 TD-LTE 的终端芯片巴龙(Balong)700,支持LTE FDD和TD-LTE双模;随后,华为相继推出了Balong 710、Balong 720、Balong750、Balong 5G01;今年初,华为正式发布了单芯多模5G基带芯片Balong 5000。

据此前了解,华为海思近年来在视频编解码、机顶盒、NB-IOT等领域的芯片均有对外销售,但海思基带芯片此前几乎只供自用,只对外销售模组。有报道显示,在今年IFA2019上,余承东曾表示,麒麟处理器由于定位的问题,现在只会提供内部使用,不过华为内部已经在考虑将麒麟系列对外出售,出售的产业可能是IoT领域。

从官方信息可见,Balong 711在2014年已发布、主要面向物联网,如今发文宣布向公开市场推出,是否意味着华为在芯片策略上有所变化?

华为副董事长胡厚崑:转变思维模式,推动5G加速前行

华为副董事长胡厚崑:转变思维模式,推动5G加速前行

10月15日,第十届全球移动宽带论坛在瑞士苏黎世召开。华为副董事长胡厚崑就“5G加速前行”进行了主题发言。他分享了当前全球5G商用进展以及对消费者和行业带来的价值,并强调政府和移动产业都需要转变思维模式,以更积极的监管政策及跨产业合作来加速5G发展。

胡厚崑发言要点

这是华为第十届全球移动宽带论坛。当2010年,我们首次在奥斯陆举办论坛时,业界刚开始部署4G,华为也刚刚启动了5G的探索。

过去十年,移动改变了世界,下一个十年,面向万物互联的智能世界,5G加速发展正当其时。

从4G到5G,我们取得了令人难以置信的进步。今天,我想谈谈下一步,即如何真正充分利用5G。我认为,这需要转变思维,不仅对于运营商,对于制造商和政府也是如此。

5G加速发展

5G仅用一年时间,就进入规模商用期。目前,已有20多个国家发布了40个5G商用网络,预计到今年年底,全球5G商用网络将超过60个。终端的进展也非常快,截至9月底,已经有130多款5G智能手机和CPE在全球推出。

让我们再看看5G的业务发展。韩国是全球首个商用5G的国家,仅半年时间,已发展350万5G用户。在VR、AR等业务的带动下,移动用户日均流量增长三倍以上,达到1.3GB,随着VR在游戏、教育、社交应用的普及,消费者月流量100GB也非常可期。

5G激发新体验:过去想到的现在做到了

大家都喜欢速度,这是最直观的体验。在瑞士,5G网速已经达到了1.5Gbps。我期待明年再来瑞士滑雪的时候,就可以把高清的滑雪场景,实时地与亲朋好友进行直播分享。

有应用,才有源源不断的新体验。韩国的5G高清赛事直播,为用户带来了真正的身临其境的体验。通过一部5G智能手机,用户在观看棒球比赛的时候,可随心挑选角度,还可以只看最喜欢的球员,这是非常酷的个性化体验。

5G提供的业务新体验受到了用户的欢迎。韩国运营商在半年时间内就吸引了近一百万的VR用户。这些业务极大带动了流量使用,10分钟的VR视频消耗4GB流量,1分钟的AR体验消耗600MB流量。这些新业务带来的不仅是流量增长,更重要的是为运营商带来了收入的增长。以LG U+为例,高端资费用户比例在5G推出3个月后,由3.1%提升到了5.3%。

5G走向行业:过去没想到的现在也发生了

不仅仅是在消费者领域,在行业领域,过去很多没有想到的场景,今天也正在发生。

在中国内蒙古,稀土矿山自然条件恶劣,现场环境复杂,这带来一系列挑战。

第一安全事故频发,即便最老练的司机,也难免发生安全事故。第二工作效率低下,即便最有经验的司机,时速也只有十公里,这是规定的安全速度。第三成本高,一辆矿车要配4个司机,每个司机一年要25万,平均2万块钱一个月。即便是这样,也还招不到人,因为条件太艰苦没有人愿意去。

如今,5G帮他们解决了很多的问题。今年五月,中国移动与华为合作,推出了5G使能的无人驾驶矿车方案。这一方案省去了为每辆矿车司机支付的100万人民币。此外,车辆行驶的速度可以提高到35公里,效率大幅度提高。由于无人驾驶,不仅经济上大幅度节省成本,也避免了人员伤亡。大家可以看得到,5G为矿山行业带来了巨大的经济效益和社会效益。

5G使能行业才刚刚开始。未来还将出现哪些新的应用场景,这充满想象空间,5G技术的优势必将赋能千行百业。当然,要充分释放5G的价值,我们认为产业还需要克服频谱、站点及跨产业合作方面的挑战。

5G提速,频谱先行

频谱资源的合理规划和分配,对5G产业发展至关重要。然而,当前5G频谱的供应数量及价格都存在挑战。为了应对这些挑战,首先,管制机构应保证充足的频谱供应,发放连续大带宽频谱(80-100MHz)。

其次,管制机构需要做好5G新频谱的规划准备,以面向未来5-10年的频谱需求。当前,有些国家已经开始6GHz频段用于未来5G发展的论证,这对产业链的成熟起到重要先导作用,也会提升这些国家的首发优势。

最后,在价格方面,建议政府采取合理、灵活的收费模式,实现多方共赢。政府应避免由于高昂的频谱价格而令运营商不敢投入。除了价格本身,一些国家在收费模式上也采取了积极举措,如中国推出分期付款的模式,减轻了运营商5G初期建网的财务负担;沙特政府降低25%的频谱费用,但同时向运营商附加了对5G用户体验和覆盖的要求,这有助于刺激运营商加速5G网络建设,国家也能更快获取5G的经济效应,实现双赢。

开放社会资源,丰富站点供应

5G加速,还需要更多的站点资源支持。当前站点资源的成本仍然很高,并且站点数量不足以满足需求。

管制机构需要采取各种积极的措施,以改善当前现状。比如,新建、开放和共享更多的公共基础设施,并提供相应的指导规范。我们已经看到,全球各地出现了很多值得借鉴的实践经验。

在中国,上海市政府牵头制订了“通信综合杆”的标准。到2020年底,他们在500公里道路上新建和改造社会杆,将提供3万个5G站点资源,这相当于上海目前站点总数的75%。

在德国,运营商与来自政府的七个不同部委合作,共同定义了5G站点建设对公共基础设施开放的要求,例如交通信号灯、路牌和公交车站,并于今年8月份发布了这些规范,这将推动更简单高效地共享社会资源。

在英国,政府正在加紧出台更加灵活的法规,其中包括允许在农村地区使用更高的抱杆,运营商可以用更少的基站达到更好的覆盖。我们希望看到更多政府采取积极的监管措施,以帮助运营商更高效、更经济地部署5G网络。

加强跨产业合作

跨产业的生态合作对于5G发展尤其重要。除服务个人和家庭,5G将支撑各行业应用,这将为移动产业带来巨大的市场新机会。要充分获取这些机会,我们需要在垂直行业知识、业务发展模式和商业模式上下功夫。唯有通过跨行业合作才能解决这些挑战。保持开放心态、与行业伙伴一起探索什么可行,什么不行,这将更快释放出5G的真正价值。

为此,华为正在打造平台,通过共建5G联合创新中心,来加强5G的跨产业合作。就在昨天,华为携手Sunrise在瑞士开设了欧洲首个5G联合创新中心。当前,我们与Sunrise和本地合作伙伴已经在开展广泛的合作,比如智慧农场、智能制造和智慧旅游小镇等项目,这些都是瑞士的龙头产业领域。

每个国家都有自己的领先优势,通过5G联合创新中心,我们就可以聚焦专长,各显神通,把5G技术优势和行业解决方案特点结合起来,增强竞争力。

我为人人,人人为我

5G不只是更快的4G,而是关键的数字基础设施,是各行各业数字化转型的关键使能技术。因此,5G加速,不仅在于技术的升级,更在于新的思维模式。

对政府而言,建议对5G发展着眼长远,为运营商创造更优的监管和投资环境。对移动产业而言,应从竞争驱动转向跨产业合作的创新驱动。

正如瑞士的国家格言,“我为人人,人人为我”。好风凭借力,5G的加速,离不开积极的政策助力和跨产业的合力,让我们转变思维观念,以更开放、长远及互利的思维来加速5G产业发展,实现多方共赢。

EUV技术创新绘制半导体蓝图

EUV技术创新绘制半导体蓝图

半导体细微化(Scaling)是目前半导体行业最热门的话题之一。随着DRAM等的芯片元器件在内的大部分电子元器件和存储单元趋于超小型化,对于高度集成技术的需求也逐渐提高,超小型芯片将可以储存并快速处理天文数字般的数据量。

如今,半导体细微化(Scaling)最为核心的是新一代曝光技术——极紫外光刻(Extreme Ultra Violet,简称EUV)技术。现在,SK海力士正致力于实现新一代DRAM的量产化,并已在韩国利川正式开工新建一座尖端的储存类半导体工厂“M16”。这座全新工厂将为EUV光刻工艺开设单独厂间。

“摩尔定律(Moore’s Law)已经终结” 半导体细微化技术陷入瓶颈

半导体细微化已进入10纳米时代,之前的“多重成像(Multi Patterning)”技术已不再奏效。因为,在10纳米级芯片制程中,之前的氟化氩曝光技术(Argon Fluoride, 简称ArF )已经陷入瓶颈。迄今为止,半导体行业一直遵循每隔24个月芯片集成度翻一番的“摩尔定律”。然而,如今随着光刻工艺难度越来越高,曾经辉煌沿用的摩尔定律也终将被淘汰。

光刻工艺是用激光在晶圆上绘制超微电路的半导体制造流程之一,其电路图案转移到晶圆的过程与传统相片的制作过程类似,故“光刻工艺”的英文有“Photo”一词。“光刻法(Photolithography)”是一种图案转移及复印技术,通过把光照射在包含电路图形信息并预制成金属图案的掩膜版(Mask)或原装玻璃板上,从而实现将出现的影子复制转移到晶圆上。这种在晶圆上形成预设计的图案为半导体制造的关键工艺。在此过程中,电路图案的细微程度是半导体技术竞争力的决定性因素。

“细微化(Scaling)”,即缩小半导体电路晶体管器件电门的长度的,一直被视作业界最为重要的课题。晶体管电门就如同一座连接源级和漏级的桥梁,是调节电流的阀门。因此,电门长度越短,从源极流向漏极的电子数量也就越大,电路运行速度也相应越快。

近年以来,半导体曝光设备进展迅速,均使用带有高数值孔径(numerical aperture,简称NA)的较大透镜或短波光源。但当栅极长度缩小到30纳米以下后,现有的液体浸没式氟化氩曝光设备(ArF)将会达到极限。到18纳米的DRAM芯片采用的是多重成像技术,但这会造成工序增加、生产率下降、材料费上升的问题,从而导致成本上升。当处理工序数量多达500-600道时,可见该技术已走到了尽头。解决这一问题的唯一办法取决于短波光,利用更加“纤细的笔触”精细地绘制电路。

EUV成为救星

为了顺应10纳米时代对工艺的要求,半导体行业孕育了全新半导体曝光技术——EUV。EUV设备由荷兰ASML公司独家生产,每台设备约为0.81-1.22亿美元。EUV的光波长为13.5纳米,大大小于之前的氟化氩(ArF)激光波长(193纳米),可在不多重成像的情况下绘制更加细微的半导体电路。而且这项技术还能简化成像工艺流程,因此目前被视为唯一的突破口。除此之外,EUV相较于目前的四重构图(Quadruple Patterning Technique,简称QPT)等多重成像技术,大幅度缩短了制造时间。

然而,在DRAM芯片采用EUV技术是一项难度极高的工艺,这往往需要最高端的技术支持。也正因如此,业界正在密切关注首批基于EUV技术的DRAM量产投入产出效率。据预测,到2020年,EUV技术将部分适用于1Y纳米级以下的DRAM芯片中。

关键在于攻克EUV工艺的技术难关

攻克EUV工艺的技术难关对于行业未来至关重要。EUV具有被包括气体在内的大部分物质吸收的特性。为此,开发与整个曝光工艺流程相关的新技术,包括全新的掩膜版(Mask)、光阻(Photoresist)和光学系统等,成为了一项必不可少的前提条件。此外,我们还需要开发无缺陷的掩膜版和新的掩膜版检测设备。

扩大每小时晶圆产量(wafer per hour,简称WPH)也是业界内一大重要挑战。ASML公司的每小时晶圆产量于2018年达到125张目标,并计划将在2020年达到155张。而在光源功率方面,根据DRAM厂商的测试结果显示,该公司已达到250瓦。同时,一些半导体厂商从ASML公司引进EUV设备后已经投入开发相关工艺,正处于各项设备的开发和测试阶段。业界则在积极研发下一代曝光技术—高数值孔径工艺,这项技术或将数值孔径从目前开发中的0.33NA增加到0.55NA。

一名半导体业内人士透露:“EUV曝光技术要想投入量产,我们在保证有曝光机内部硬件、光源、光阻(Photoresist)、掩膜版膜(Pellicle)的制造技术的同时,还必须要有零缺陷的EUV掩膜版制作技术”。他还强调:“业界正在研究各种检测EUV掩膜版内部缺陷的技术,为了改善检测器的分辨率,我们对于更短的光源波长和更高的数值孔径的要求也至关重要。”