Чтобы удержаться на позиции первого по величине в мире контрактного производителя микросхем на фоне обострившейся конкуренции со стороны Samsung и Globalfoundries, компания TSMC вынуждена форсировать процесс освоения и внедрения новых технологий. Как пишет издание EE Times со ссылкой на слова Морриса Чана (Morris Chang), главы тайваньского предприятия, до конца 2013 года TSMC планирует начать тестовый выпуск изделий с топологическими нормами 16 нм.

Господин Чан считает, что закон Мура, которому подчиняется развитие полупроводниковой индустрии, будет действовать ещё 7-8 лет. В этот период возможно освоение технологий с нормами 10 и даже 7 нм. Так, с конца 2015 года подрядчик рассчитывает перейти на фотолитографию в глубоком ультрафиолете (EUV) с нормами 10 нм. При этом TSMC не кладёт все яйца в одну корзину: исследования также ведутся в области электронно-лучевой литографии, рассматриваемой в качестве возможной альтернативы EUV. Только в этом году капительные затраты TSMC превысят $9 миллиардов, в то время как в 2009 оду на аналогичные нужды было потрачено "всего" $2 миллиарда.

Около года назад TSMC не справлялась с заказами на продукцию с нормами 28 нм, а клиенты компании даже подыскивали нового исполнителя. Но подрядчик активно работал над расширением соответствующего производства: в апреле прошлого года в половину проектной мощности заработал завод Gigafab 15, фундамент которого был заложен в июне 2010 года. За 8 месяцев с момента старта фабрика нарастила объём выпускаемых ежемесячно пластин до 50 тысяч штук. В следующем месяце Gigafab 15 заработает в полную силу, благодаря чему через пять месяцев объём производства увеличится ещё на 50 тысяч пластин в месяц.

Если раньше TSMC запускала одну производственную линию в год, то сейчас тайванцы планируют увеличить это число до трёх. Развиваясь такими темпами, к 2017 году TSMC сможет нарастить свою совокупную мощность с нынешних 1.3 миллиона пластин в месяц до 13.5 миллиона. Samsung, которая грезит о победе над тайваньской электронной промышленностью, сегодня способна выпускать около 900 тысяч пластин в месяц.

TSMC ожидает, что в этом году в производство с нормами 20 нм будет передано около 20 решений. При этом их массовый выпуск начнётся только в 2014 году. А в 2017 году количество 20-нм продукции будет сопоставимо с объёмом 28-нм сегодня, считает Джек Сунь (Jack Sun), главный технический директор TSMC.

Как уже упоминалось, к середине 2015 года TSMC надеется начать поставки своих первых изделий с нормами 10 нм, изготовленных с применением технологий EUV. По словам господина Суня, литографическая машина должна обрабатывать более 100 пластин в час, иначе производство не будет экономически выгодным. Сейчас специалисты TSMC работают с установками ASML NXE:3100 для создания образцов продукции с использованием транзисторов FinFET, но в будущем компания перейдёт на машины модели NXE:3300.

Работает TSMC и над "настоящими" трёхмерными микросхемами со сквозными соединениями (Through-silicon via, TSV). Толщина TSV будет уменьшена с шести до двух микрон, а в мае в 28-нм производство будет передана трёхмерная микросхема памяти. На объединение логических элементов и памяти в вертикальный стек потребуется больше времени: выпуск таких решений будет освоен не ранее 2015 года, считает технический директор TSMC.

А вот к использованию кремниевых пластин типоразмера 450 миллиметров TSMC перейдёт не ранее 2016 года. В настоящее время тайваньская компания ведёт тестирование прототипов оборудования для обработки 450-миллиметровых пластин, его крупносерийное производство начнётся в конце 2015 года. Впрочем, иммерсионные литографические установки для 450-миллиметровых пластин не будут готовы до конца 2017 года, соответствующие EUV-машины появятся только в начале 2018 года.

Обратите внимание на разницу в размерах между 300-мм и 450-мм пластинами. Площадь последней приблизительно в 2.25 раза больше: