台積3奈米進度超前 預計2022量產
晶圓代工龍頭台積電報喜！董事長劉德音近日受邀於2021年國際固態電路會議（ISSCC 2021）開場線上專題演說時指出，台積電3奈米製程依計畫推進，甚至比預期還超前了一些，3奈米及未來主要製程節點將如期推出並進入生產。台積電3奈米製程預計今年下半年試產，明年下半年進入量產。
劉德音在演說時雖未透露3奈米進度會超前多少，但此一消息仍令市場感到振奮。
劉德音以「釋放創新未來（Unleashing the Future of Innovation）」為演說主題，指出半導體製程微縮腳步並未減緩，摩爾定律仍然有效，台積電3奈米比預期進度超前，至於2奈米之後的電晶體架構將轉向環繞閘極（GAA）的奈米片（nano-sheet）架構，而極紫外光（EUV）技術可支援到1奈米。
劉德音指出，半導體整合每踏出成功的一步，都需要付出愈來愈多的努力，而半導體技術剛推出時，雖然只有少數人採用，但最後成果會是由大眾享受，「台積電製程及製造能力可以讓世界上多數人受益」。
台積電2020年推出5奈米製程並進入量產，與7奈米相較，邏輯密度提升1.83倍，運算速度增加13％，運算功耗下降21％。台積電預計2022年推出3奈米製程，與5奈米相較邏輯密度提升1.7倍，運算速度提升11％且運算功耗可減少27％。
劉德音也提及EUV微影技術的重要性與日俱增，他指出，EUV雖突破晶片尺寸限制，能使用較少層數的光罩，但產量仍是問題。相較於過去採用的浸潤式微影技術，EUV的功耗明顯提高，為此台積電已在350W雷射光源技術上獲得突破，可支援5奈米量產，甚至能支援到更先進的1奈米製程節點。
台積電基於量產上的考量，5奈米及3奈米仍然採用鰭式場效電晶體（FinFET）架構，但在材料創新上有所突破，在5奈米製程導入高遷移率通道（HMC）電晶體，將鍺（Ge）整合到電晶體的鰭片（fin）當中，導線也採用新一代的鈷及釕等材料來持續挑戰技術限制。至於2奈米之後，台積電將轉向採用GAA的奈米片架構，提供比FinFET架構更多的靜電控制，改善晶片整體功耗。
台積電日前宣布將在日本成立研發中心擴展3D IC材料研究，劉德音也提及台積電在新材料上的技術創新，包括六方氮化硼（hBN）已接近實現量產，與台灣學界團隊合作成功以大面積晶圓尺寸生長單晶氮化硼等。他也指出，系統整合是半導體未來發展方向，Chiplet（小晶片）是能讓技術朝向正確方向發展的關鍵，而台積電的SoIC先進封裝技術可實現3D晶片堆疊。
