دکتر مارک لیو ، رئیس شرکت تولید نیمه هادی تایوان (TSMC) تأیید کرده است که تولید تراشه 3 نانومتری نسل بعدی این شرکت طبق برنامه پیش می رود. TSMC ، که پردازنده ها را به مشتریان در سراسر جهان می رساند ، در حال حاضر در حال ساخت یک مرکز برای تولید تراشه های 3 نانومتری است و این شرکت امیدوار است که تولید این محصولات را سال آینده آغاز کند.

3 نانومترِ TSMC تقریباً دو برابر تراکم منطقی نسبت به لیتوگرافی5 نانومتری خواهد داشت و 11٪ افزایش عملکرد و یا 27٪ بهره وری انرژی را ارائه می دهد.

اظهارات مدیر اجرایی در مورد فناوری تولید بعدی شرکت وی موید این نکته است که TSMC معتقد است که این شرکت قادر خواهد بود همزمان تقاضای افزایش یافته برای محصولات فعلی و آینده خود را مدیریت کند – بدون اینکه اجازه دهد تقاضای اخیر برای محصولات خودرو بر تولید آن تأثیر بگذارد. وی این نظرات را هنگام سخنرانی وی در کنفرانس بین المللی مدارهای حالت جامد (ISSCC) با عنوان “آزادسازی آینده نوآوری” که روز دوشنبه هفته گذشته برگزار شد اعلام کرد.

لازم است گفته شود که علاقه مندان توسط خبرهایی که از رسانه ها به بیرون درز کرده بود دچار این سو تفاهم شده بودند که دکتر لیو اظهار داشته است روند سه نانومتری جلوتر از برنامه پیش می رود. در حالی که ارائه ی 27 دقیقه ای او چنین واقعیتی را بیان نکرد و تنها در شروع و پایان سخنرانی خود نظراتی راجع به این برنامه ارائه کرد.

دکتر لیو جدای از بیان اینکه “به هر حال ، توسعه فناوری 3 نانومتری پیشرفت خوبی داشته و برنامه ما را به خوبی رعایت می کند” ، همچنین آخرین ارقام مربوط به روند 3 نانومتری و افکار خود را در مورد وضعیت فعلی توسعه فرآیند ارائه داد. علاوه بر این ، وی همچنین تأکید کرد که تا به امروز ، TSMC تقریباً 1.8 میلیارد تراشه تولید شده در نود فرآیند 7 نانومتری شرکت را حمل کرده است – که تا سال گذشته در بالای زنجیره غذایی فرآیند شرکت بود. (قدرتمندترین بود)

به گفته وی ، لیتوگرافی فوق العاده ماورا بنفش (EUV)شرکت TSMC را قادر ساخته است تا به وفاداری الگویی بالاتر (higher Patterning fidelity) ، زمان چرخه کوتاهتر و کاهش پیچیدگی فرآیند و درجه ایرادات دست یابد. بعلاوه ، طبق گفته دکتر لیو ، شرکت وی از EUV در ده لایه ماسک برای 5 نانومتری استفاده می کند. به طور خاص ، از آن در line cut، تماس و metal line استفاده می شود که الگوی تک لایه EUV جایگزین چندین لایه از فناوری های قبلی که از عمیق ماورابنفش (DUV) در تولید آن لیتوگرافی استفاده می کنند می شود

سپس رئیس TSMC ادامه داد كه چگونه بهینه سازی فناوری طراحی (DTCO) در طی چند سال گذشته برای تولید تراشه از اهمیت بیشتری برخوردار شده است. DTCO ، که به تولیدکنندگان تراشه اجازه می دهد تا از فناوری های طراحی و ساخت برای مطابقت با الزامات عملکرد استفاده کنند ، TSMC را قادر ساخته است تا هنگام اندازه گیری تراکم منطقی  یک node ، فراتر از معیارهای مقیاس گذاری ذاتی مانند گیت تماس (contact gate pitch) و حداقل گام فلز (minimum metal pitch) حرکت کند. در عوض ، به دنبال DTCO ، ویژگی هایی مانند تماس با گیت در منطقه فعال ، وقفه های نفوذی تک (single diffusion breaks) و fin-depopulation برای ارائه تراکم منطقی 1.8X برای 3nm بیش از 5nm است.

وی همچنین برنامه های شرکت خود را برای آینده برجسته کرد که شامل توسعه مواد کم بُعد (کمتر از سه بعدی) مانند رشد یک بور نیترید شش ضلعی تک بلور در مقیاس ویفر است. این کانال و مواد می توانند در دمای پایین ساخت به لایه های دلخواه منتقل شوند ، که به گفته مدیر اجرایی ، مسیر هایی را برای ساخت لایه های منطقی و حافظه فعال در سه بعد باز می کنند.

تحقیقات TSMC در مورد مواد در ابعاد پایین همچنین شامل بررسی نانولوله های کربنی یک بعدی است. یک مشکل اساسی در کانالهای ترانزیستوری با استفاده از نانولوله های کربنی ، نیاز به تولید ماده دی الکتریک گیت است که به ما اجازه استفاده از ترانزیستورهایی با طول گیت کوتاه می دهد. به گفته دکتر لیو ، تحقیقات نشان داده است که اکنون این امکان وجود دارد ، با داشتن ماده ای (که در بالا نشان داده شده است) که توانایی یک high-k gate stack مناسب برای ساخت ترانزیستور هایی با عرض گیت 10 نانومتر را داشته باشد.

وی در پایان بر لزوم همکاری نزدیک بین تمام بخشهای صنعت تراشه تاکید کرد تا اطمینان حاصل شود که روند فعلی که منجبر به یک فرآیند تولید تراشه جدید می شود، هر دو سال یک بار عملکرد بهینه انرژی دو برابر ارائه می دهد. پروسه 5 نانومتری TSMC (که در حال حاضر در حال تولید انبوه است) از این روند پیروی می کند و لیتوگرافی 3 نانومتری که به زودی می آید نیزاز جدول زمانی که  دکتر لیو ذکر کرده پیروی می کند.

فرایندهای تولید نیمه هادی به عنوان یک موضوع مهم برای سیاست گذاران در سراسر جهان تبدیل شده است زیرا تقاضای فزاینده سیلیکون رکورد تقاضا برای شرکت هایی مانند TSMC را شکسته است. این تقاضا در حال حاضر منجر به ایجاد اختلال در تولید خودروسازان شده است ، زیرا آنها با کمبود تراشه روبرو هستند.