华为芯片突破新纪元三星焦虑台积电头疼的4nm难题被我们一举解锁

近年来,随着人们对更先进性能的不断追求,先进制程成为了各大芯片制造厂商“军备竞赛”的主要战场。据悉,台积电延误已久的3nm制程工艺已于近期取得了重大突破,并将在2024年率先完成第二版3nm制程的量产,并将其命名为“N3B”。

英特尔也在此期间宣布了其“埃米级”18A制程芯片将提前落地。然而,在制造高质量芯片方面,良率成为厂商们的一块心病。三星曾因试产阶段芯片良率造假丑闻而陷入风波,其5nm以下制程的部分芯片良率仅有35%左右。

高通公司面临停滞不前的窘境,一方面是由于采用超大核架构导致功耗过高;另一方面则是因为产品良率过低导致成本上涨。一颗骁龙888芯片成本已经超过100美元,而骁龙8gGen1更是如此。此前采用7nm工艺的骁龙865成本仅为81美元。

丑闻爆出后,三星电子管理部门就5nm芯片工艺是否属实进行了检查,但失去了高通这个大客户。而台积电则因代工业务获得了更多订单,将接手后续骁龙8Gen1订单,并且负责未来3nm制程新一代SoC代工业务。

对于制造业来说,提高产品质量和降低缺陷发生概率至关重要。在EUV光刻机技术中,由于可能出现随机缺陷,这种缺陷分类和处理成为了提升先进制程良率关键挑战。

Fractilia开发了一种检测工具,以在频域中运行并使用功率谱密度查看粗糙度,从而帮助工程师通过反向建模找到每处随机缺陷。这项技术还使得来自不同供应商工具得以匹配,使工程师能够优化SEM使用方法。

对于高级逻辑芯片,上千万到几十亿个过孔或触点中的精确定位也是一个巨大的挑战。最新研究表明,用基于充分阵列分箱技术,可以发现之前未标记区域的问题并追溯RIE步骤存在的问题。

AFM原子力显微镜也被认为是一个潜力救星,它可以提供高度信息和粘性数据,对缺陷进行更准确分类。在摩尔定律即将达到极限时,更先进的技术变得尤为重要,如AFM审查工具能监控340个晶圆,每小时监控一个晶圆,为光刻、蚀刻或CMP控制提供强大的支持。

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