台積電持續提升EUV光刻效率,6年內 自研的光罩保護膜 產量增加了30倍

https://news.futunn.com/hk/post/62329620?level=1&data_ticket=1758420758249623

"台積電持續提升EUV光刻效率,6年晶圓產量增加了30倍" -- 原文及翻譯有語意錯誤. 重新改了標題及內文

原意應是 光罩保護膜 而非晶園 產量增加了30倍, 其中 一塊 EUV 光罩護膜的價格約為 7.5 萬美元

9月19日消息,據Tom's hardware報道,台積電作爲全球最大的先進製程晶圓代工廠,不僅擁有着全球最先進的製程工藝,也擁有着數量最多的ASML EUV光刻機。自2019年以來,台積電通過自身的系統級優化及自研EUV光罩保護膜(Pellicle,保護光罩的薄膜)材料,EUV生產晶圓產量 光罩保護膜產量 累計增加30倍,同時電力消耗也減少24%。

自2019年第二代7nm技術量產之時,台積電就率先引入了ASML EUV光刻機進行量產,隨後台積電持續控制着全球超過42%~56%的EUV光刻機裝機量,經過多年的積累,台積電目前已經累積了約200多臺EUV光刻機,在2024~2025年還新增了60多臺,以支撐先進製程擴產需要。

台積電核心優勢來自硬體設備及材料供應鏈掌控力,因此台積電還持續投資製程工藝優化,包括曝光劑量微調、曝光材料改良及預測性維護,這也大幅提升每日機臺利用率與生產效率。

據Digitimes報道,台積電甚至計劃改造一座200毫米工廠來專門生產自研EUV光罩保護膜,性能甚至超過了ASML原廠供應的EUV光罩保護膜,展現台積電製程與材料整合實力。

設備業者指出,EUV光刻機相較傳統的深紫外(DUV)光刻機,光罩及保護膜等都須進一步調整,保護膜一直是半導體制程中防止塵粒污染的關鍵保護機制。

而且,進入EUV光刻時代後,過去廣泛使用的有機Pellicle,因無法兼具透光率與穩定性,已不再適用。目前EUV製程大多采用「無pellicle」的光罩,導致必須頻繁進行圖樣檢查。 一旦發現缺陷,不僅需修復或重製光罩,生產成本也大增並降低速度。因此,包括ASML等半導體業者近年也投入EUV光罩保護膜的研發,但由於技術難度高,尚未實現量產。

而台積電研發EUV光罩保護膜已有多年,這主要是因爲評估EUV光罩保護膜對於7nm以下製程生產效率與成本降低極爲重要,因此近期決定正式加速自研計劃。

近期,台積電宣佈退出GaN市場,凸顯大陸GaN廠商的低價戰已對其造成極大競爭壓力,台積電原有的6英寸GaN廠也將改建爲先進封裝廠,暫以CoPoS爲主。而最受關注的就是竹科8英寸晶圓廠大幅調整,其中,竹科Fab 3將有望正式投入台積電自研EUV光罩保護膜的生產,以減少對ASML相關供應鏈的依賴。台積電希望以自身研發與生產能力,全面提升EUV先進製程良率,創造最低成本、最高效益的製程和產品。

數據顯示,台積電EUV光罩保護膜壽命增加了4倍,單片晶圓生產效率提升了4.5倍,瑕疵品大幅降低。

熟悉半導體制程技術人士認爲,相較於競爭對手仍高度依賴ASML的EUV光刻機和EUV光罩保護膜推進先進製程技術,台積電自制EUV光罩保護膜,可將現有EUV製程再優化,拉升了生產良率與擴大產能,在成本結構上取得優勢,且提升獲利,進一步擴大與競爭對手的差距。
2025-09-21 10:18 發佈
可惡~~ 300點的台GG沒買到..
單靠自研EUV光罩保護膜效率改進這一項, 一個廠能提升多少產能?

瓶頸都在這裡? 六年產能增加30倍是主要是擴廠效應吧?

真的有差這麼多嗎? 知情人士劇透一下.
感謝 eclair_lave 提供糾錯來源

eclair_lave wrote:
https://www.techbang.com/posts/109421-euv-lithographys-new-savior


自 2019 年以來,台積電一直在其量產線上使用自己開發的 EUV 光罩護膜,2021 年,其 EUV 光照護膜生產能力比 2019 年提高了 20 倍。

所以是 2021 年 光罩護膜的生產能力 比 2019 年提高了 20 倍
並不是晶圓生產能力

eclair_lave wrote:
還沒看原文,但這篇文應該有問題


原文無法查, 需要付費訂閱. 只能看到標題

https://www.tomshardware.com/tech-industry/semiconductors/how-tsmc-managed-to-increase-efficiency-of-asmls-euv-tools-system-level-optimizations-and-in-house-pellicles-chipmaker-boosted-euv-driven-wafer-production-by-30x-over-six-years-while-reducing-power-consumption-by-24-percent

How TSMC managed to increase efficiency of ASML's EUV tools: System-level optimizations and in-house pellicles —chipmaker boosted EUV-driven wafer production by 30x over six years while reducing power consumption by 24%

台積電如何提高 ASML EUV 工具的效率:系統級優化和內部防護膜——晶片製造商在六年內將 EUV 驅動的晶圓產量提高了 30 倍,同時將功耗降低了 24%
所以 台積電的瓶頸站點在哪??
台積電啟動 EUV 動態節能計畫,EUV 最大功耗降低 44%

做為全球最大的晶圓代工廠,台積電的營運消耗了龐大的電力,約占台灣總用電量的 9%。 為了有效降低營運成本,並實現其永續發展目標,台積電於 2025 年 9 月啟動了一項名為「EUV 動態節能計畫」(EUV Dynamic Energy Saving Program),該計畫目的在於大幅削減以高耗電量著稱的極紫外光(EUV)曝光機的功耗。根據最新公布的成果,這項節能措施已顯示出顯著成效。

根據 Tom’s Hardware 的報導,台積電透過強化其晶圓廠級的自動化能力,並結合先進的控制系統,成功達成了能源使用效率的重大突破。這些控制系統能夠根據即時的生產需求,動態調整工具的能源使用。而這項努力的結果的驚人結果,是 EUV 曝光機的最大功耗成功降低了 44%。公司指出,此舉不僅實現了更高效的運作,同時也確保了產出、品質或良率不會受到任何影響。

事實上,台積電多年來一直致力於提高其EUV曝光機的能效。早在 2024 年中期,該公司便曾宣布已成功將其 EUV 曝光機的功耗降低了 24%。不過,當時並未透露具體實施方式。所以,從 2025 年 9 月開始的 EUV 動態節能計畫格外受到重視,預計台積電旗下的 Fab 15B、18A 和 18B 等廠區都開始推動。台積電的目標是在 2025 年底之前,將此計畫全面部署到其全球所有的 EUV 曝光機上。

此外,該公司還計劃將此節能計畫,設定為未來所有新晶圓廠設施的基線要求。例如,亞利桑那州的 Fab 21 第二階段及後續的裝機作業,都將強制採用此動態節能標準。根據台積電估計,從現在到 2030 年,EUV 動態節能計畫將帶來總計 1.9 億度電的電力節約,並減少 10.1 萬公噸的碳排放量。從經濟效益來看,若以每度電新台幣 3.78 元的費率計算,這些電力節約預計可為台積電節省約 2,244 萬美元 (約新台幣 6.72 億元)。

儘管台積電尚未透露 EUV 動態節能計畫的具體技術細節,但可以確定的是,台積電正研究將類似的動態能源控制機制,應用於其他設備的可能性,包括 深紫外光(DUV)曝光機,以及微影部門以外的其他設備。根據推測,該計畫可能涉及實施採用即時操作狀態的自適應功率調整。例如,當晶圓尚未排隊等候立即處理時,EUV 曝光機可以智慧地暫停操作,或切換到低功耗狀態,而不是持續維持全功率運作。要達成這種精細的能源管理,需要整個無塵室的即時數據交換,以及在製程與生產流程層面進行優化。

報導表示,儘管至 2030 年可節省 1.9 億度電聽起來是個可觀的數字,但對於台積電整體的電力消耗而言,這筆節約的電力並不能算是一次大規模的削減。根據 SemiVision 的數據, 2024 年台積電的總電力消耗達到了 255.5 億度電,其中 219.4 億度電來自非再生能源,36.1 億度電來自再生能源。此外,在台積電消耗的總電力中,只有 46.1% 來自實際的晶圓廠工具,而其餘約 53.9% 則消耗於各種支援系統。這顯示出,在追求永續經營的道路上,台積電在降低支援系統耗電量方面仍有廣闊的探索空間。


更新:
技術細節顯示,台積電主要從三個維度推進EUV設備能效提升:首先是通過智能調度算法 優化設備運行狀態,避免不必要的能源浪費;其次是改進光刻機內部的熱管理系統,降低 冷卻系統能耗;最後是提升製造工藝的穩定性和良率,減少設備重複作業的需要。
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