新闻中心

坚持专业和专注的理念,紧盯行业发展趋势

半导体制程持续升级,制造工序及投资均大幅增长


发布时间:

2024-03-26

半导体制程进步需开发更高集成密度工艺,实现难度持续增大。半个世纪以来,半导体器件性能的增长率遵循著名的摩尔定律,先进半导体制程已从平面结构发展至3D结构,晶体管面积不断缩小,集成电路可容纳的晶体管数目保持约18个月翻倍的规律。

半导体制程进步需开发更高集成密度工艺,实现难度持续增大。半个世纪以来,半导体器件性能的增长率遵循著名的摩尔定律,先进半导体制程已从平面结构发展至3D结构,晶体管面积不断缩小,集成电路可容纳的晶体管数目保持约18个月翻倍的规律。根据MKS万机仪器手册信息,我们可以看到3DNAND架构将内存单元堆叠以减少总体占用空间;FinFET晶体管使用3D方法制造以减少隧穿效应。随着半导体器件集成度提升,行业需要使用更为复杂的制造工艺,对于材料和设备均提出了更高的要求。

4nm及以下节点半导体制程工序已增至近千道,每道工序良率需超过99.99%才能保证整体良率达到95%。根据Yole数据(转引自《中国集成电路检测和测试产业技术创新路线图》(集成电路测试仪器与装备产业技术创新联盟)),工艺节点每缩减一代,工艺中产生的致命缺陷数量会增加50%,每一道工序的良率都要保持在非常高的水平才能保证最终的良品率。根据中科飞测公告,28nm工艺节点的工艺步骤有数百道工序,由于采用多层套刻技术,14nm及以下节点工艺步骤增加至近千道工序。当工序超过500道时,只有保证每一道工序的良品率都超过99.99%,最终的良品率方可超过95%;当单道工序的良品率下降至99.98%时,最终的总良品率会下降至约90%。因此,制造过程中对工艺窗口的挑战要求几乎“零缺陷”。

先进制程芯片流片成本快速提升,IBS数据显示每5万片3nm制程晶圆设备投资将达到215亿元。在摩尔定律的推动下,元器件集成度的大幅提高要求集成电路线宽不断缩小,导致生产技术与制造工序愈为复杂,制造成本呈指数级上升趋势。根据IBS统计(转引自中芯国际招股说明书),随着技术节点的不断缩小,集成电路制造的设备投入呈大幅上升的趋势。以5nm技术节点为例,其投资成本高达156亿美元,是14nm的两倍以上,28nm的四倍左右。因此,芯片厂流片成本也出现较大幅度增加,根据The Information Network数据,12nm工艺的流片成本大约在300-500万美元,5nm工艺流片的成本为4000-5000万美元;采用2nm工艺流片的成本高达1亿美元。


页面版权 © 宁波正业光电科技有限公司

网站建设:中企动力  杭州

SAF Coolest v1.3.1.2 设置面板NDQSX-ARDH-VSSVE-ZXS

图片ALT信息: 宁波正业光电科技有限公司
违禁词: 第一,最,一流,领先,独一无二,王者,龙头,领导者,极致,世界先进,全球顶尖,空白

无数据提示

Sorry,当前栏目正在更新中,敬请期待!

您可以查看其他栏目或返回 首页

V1.3.1 SVG图标库请自行添加图标,用div包起来,并命名使用