半導體三巨頭 競逐先進製程

2021-01-18

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5G、AI、雲端運算等高效運算需求持續增加,驅動半導體先進製程的發展,在半導體微縮技術難度與研發成本不斷提高下,半導體先進製程逐漸成為被少數IC製造廠壟斷的技術,也驅動了台積電、三星與英特爾等近年在先進製程的競逐。

過去50多年來,IC製造廠主要遵循著摩爾定律,意即固定面積的電晶體數量每二年達到倍增,持續推動半導體製程微縮,其中最主要的重點技術就是定義電晶體特徵尺寸大小的微影技術。隨著製程微縮的持續推動,代表電晶體尺寸的微影技術節點不斷縮小,從1980年代的微米等級,持續進化到2004年以後的奈米等級,乃至於2020年台積電與三星導入量產的5奈米。

微影技術節點的推進,主要依循全球主要IC製造相關協會聯合擬定的國際半導體技術道路圖(ITRS)。2004年進入90奈米節點後,面臨持續微縮的技術挑戰與成本壓力,ITRS參與成員、也就是主要IC製造商陸續退出先進製程研發,從2001年的19家逐漸減少到2016年的五家:台積電、英特爾、三星、GlobalFoundries以及聯電,中國的中芯則緊追在後,確立了半導體專業代工產業生態,晶片規格也不再由IC製造商所主導,而是由系統需求、IC設計業者與IC製造商共同決定。