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台積電3nm晶圓廠環差過關:2020年動工,2022年量產

在10nm節點之後,全球有能力研發先進工藝的半導體製造公司就剩下英特爾、台積電及三星了,其中台積電在7nm及以後的節點工藝上進度是最快的,目前幾乎壟斷了7nm芯片代工訂單。台積電的5nm工藝最快明年也會試產,在此之後還有3nm工藝,台積電目前還在準備階段,昨天台灣主管部門通過了台積電3nm工廠環差案,預計總投資不低於6000億新台幣,也就是200億美元規模,2020年開工建設,2022年底量產3nm工藝。
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對於3nm晶圓廠來說,除了技術研發之外,它對水電的消耗也不容忽視,特別是在大量使用EUV工藝之後,我們之前在介紹EUV光刻機時就提到過這個問題,由於EUV極其耗電,因為13.5nm的紫外光容易被吸收,導致轉換效率非常低,據說只有0.02%,目前ASML的EUV光刻機輸出功率是250W,工作一天就要耗電3萬度,所以晶圓廠耗電量極其驚人,台積電公佈的2016社會責任報告中提到耗電量總計88.5億度。

除了耗電之外,晶圓廠在製造芯片的過程中還需要大量水源,大型晶圓廠每日用水量高達5萬噸,儘管現在已經做到了80%以上的循環用水,但是總量依然驚人,所以建設半導體晶圓廠對環境方面的壓力還是很大的,工藝越先進,問題就越明顯。

台積電的3nm晶圓廠坐落在台灣南科園區,佔地28公頃,位置緊鄰台積電的5nm工廠。今年8月中旬台灣環保部門已經通過了“台南科學園區二期基地開發暨原一期基地變更計畫環差案”初審,昨天環差案通過審查,台積電將於2020年9月自南科管理局取得用地後,隨即動土展開3納米新廠興建作業。

根據台積電的資料,他們的3nm項目投資超過6000億新台幣,約為194億美元或者1347億人民幣,2020年開始建廠,2021年完成設備安裝,預計2022年底到2023年初量產。

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