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製程設備/材料關卡多 先進製程IC品質要求高

文‧Ben Tsai/Cathy Perry Sullivan 發布日期:2020/09/07 關鍵字:GAAEUVLKLAEUV光刻良率FinFET

在半導體製程中,元件設計及其類型,與晶片的生產良率息息相關。以汽車產業為例,其對於規格與品質的要求尤為嚴格。若能於製程中針對設備、材料、檢測等環節分別改善,便可提升良率,進而避免潛在危機產生。

半導體元件類型和設計節點的生產中,都在推動晶片品質提升。汽車、物聯網和其他工業應用需要晶片的使用壽命長並具有高度的可靠性,其中一些晶片須在溫濕度波動、振動或其他惡劣條件下運作時保持可靠的性能。≦5nm設計製程的先進半導體IC、閘極全環(GAA)或其他3D架構以及1,000多個製程步驟,都需要仔細控制製程變異性,以實現功率和性能目標。高品質半導體製造的創新對於實現可變性和缺陷控制至關重要,也因此晶圓廠生產的晶片可達到嚴格的可靠性和性能標準。本文首先將介紹汽車產業中用於滿足汽車IC嚴格品質要求的趨勢和創新,其次將探討未來半導體的品質趨勢。

汽車產業將繼續增加更為複雜的自動駕駛輔助、安全和訊息娛樂功能,並朝著電動車和完全自動駕駛能力發展。隨著連通性、電氣化和自動駕駛技術的進步,車輛中半導體晶片的數量不斷增加(圖1)。隨品牌和型號的不同,一輛新車可擁有6,000~10,000個晶片,其中電子子系統約占汽車成本的35%。這些晶片包括處理器、儲存設備、RF設備、LED、功率元件和MEMS,涵蓋了200mm和300mm半導體工廠中生產的4Xnm至<1Xnm的製程設計。汽車產業中廣泛使用半導體,以及對半導體未來創新的依賴,體現在以下事實:汽車是成長最快的半導體領域,其成長率是其他產業成長率的2倍以上。

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