Zyvex和次奈米半導體製程的目前發展,會威脅到台積電嗎?

Zyvex

我的書中有關台積電的內容

我在最近的兩本書裡,都討論過台積電(美股代碼:TSM)這家公司;包括了:

在《超級成長股投資法則》一書中:

  • 2-4節,整個小節專門介紹介紹台積電這家公司
  • 3-3節,分析科技公司的業務發展以掌握關鍵產業的脈動

在《10倍股法則》一書中:

  • 3-2節,整個小節專門介紹包括台積電和全球的半導體供應鏈

半導體製造的過去,現在,和未來

半導體製造商2025年之前的程路線圖和時程

我在部落格裡的《台積電,英特爾,三星,中芯,Rapidus未來晶片的新製程路線圖對照表》這篇許多人點閱的文章中,曾詳細介紹了目前三大半導體製造商過去,目前,到2025年的半導體製程路線圖和時程。

2奈米以下呢?

因為目前三大半導體製造商發佈的確定製程路線圖和時程只談到2奈米,許多讀者一直追問關心2奈米以後呢?因此我在讓篇文章裡面,又增加了一段《2奈米以下呢?》的小節的內容。

次奈米呢?

人類對半導體的依賴和需求,迫使產業界追求更先進的技術和產能。對半導體而言,製程的突破就是主要的技術障礙。科技的發展日新月異,本文的目的就是介紹至今為止各種次奈米(sub-nanometer),即1奈米以下,半導體製造的相關進展。

IMEC和艾司摩爾團隊

IMEC

「全球半導體產業背後頭腦」的比利時微電⼦研究中⼼(IMEC)表⽰,摩爾定律在全新技術配合之下,先進製程推進多少世代都沒有問題。IMEC提到,1奈米製程需向前跨進4世代,⽬前其路線圖已排定,預估在2027年就能實現,⽽最頂尖的0.7奈米製程可望在2029年之後量產。

艾司摩爾

艾司摩爾(美股代碼:ASML)技術長已宣佈:2023年將交付每台訂價約4億美金的High-NA EUV光刻機給三大主要客戶,包括台積電(美股代碼:TSM)、英特爾(美股代碼:INTC)和三星等半導體⼤廠。這是現有的半導體製造技術,2奈米以下必備的設備。

:艾司摩爾, 請各位參見我之前的部落格文章《真正掐住台積電脖子的企業艾司摩爾(ASML)

Zyvex Labs

Zyvex的突破性進展

2022年9月21日, Zyvex Labs宣布,推出世界上最高解析度的光刻系統──── ZyvexLitho1。宣布成功打造0.7奈米晶片的微影系統。

背後的技術

據Zyvex公司官網介紹,新推出的ZyvexLitho1微影系統是一款基於掃描隧道顯微鏡(STM : Scanning Tunneling Microscopy)的設備,基於STM掃描隧道顯微鏡,使⽤EBL電⼦束微影技術,能成功製造出768⽪米,也就是0.7奈米的晶片,等同2個矽原⼦的寬度,為⽬前世上製造精密度最⾼的微影系統。⽽這種晶片主要⽤於量⼦電腦,它背後主要使用的量子物理技術來實現原子精度圖案化和亞奈米(768 皮米────Si (100) 2×1 二聚體行的寬度)解析度。

達成這個0.7奈米解析度的光刻系統這是一種稱為氫去鈍化光刻(Hydrogen
Depassivation Lithography )的技術,它是一種電子束光刻技術(EBL),可實現原子解析度。

電子束光刻(通常縮寫EBL)是掃描聚焦電子束以在覆蓋有稱為光刻膠(曝光)
的電子敏感膜的表面上繪製自定義形狀的做法。電子束改變了光刻膠的溶解度,通過將抗蝕劑浸入溶劑中(顯影),可以選擇性地去除曝光或未曝光區域。與光刻一樣,其目的是在抗蝕劑中創建非常小的結構,然後通常通過蝕刻將其轉移到基板材料上。

電子束光刻的主要優點是它可以繪製具有次奈米分辨率的自定義圖案(直接寫入) 。這種形式的無掩模光刻具有高解析度和低產量,限制了其用於光掩模製造、半導體器件的小批量生產以及研發。

主要用於量⼦電腦

該機器的用途包括為基於量子點的量子比特製作極其精確的結構,以實現最高的量子比特
質量。⽬前ZyvexLitho1系統製造出來的晶片,主要⽤於量⼦電腦,可打造出⾼度精密的固態量⼦元件,以及奈米元件和材料,對量⼦電腦來說精密度相當重要。這一項重大的突破,使得「量子計算機」的功能可以大幅度地突破。

:關於量子計算機, 請各位參見我之前的部落格文章《量子計算(Quantum Computing)目前的進展,概念股有哪些?》。

受惠的領域

而仰賴量子計算機或超高速電腦計算的幾個先進產業的領域,可以因為「量子計算機」功能大幅地突破,而因此獲益。

這些先進產業的領域包括:

  • 資料加密更為安全。
  • 量子通訊更為安全。
  • 藥物的發現所需的時間大幅縮短
  • 提供和更準確的天氣預報

Zyvex技術的劣勢


Zyvex公司表⽰,已經可以接受其他客⼾訂單,可在6個⽉內出貨。

不過這項技術缺點是產量很低,無法滿⾜⼤規模製造晶片的需求,只適合⼩量⽣產,無法滿⾜市場對晶片的⼤量需求,看來對台積電不構成威脅,EUV霸主艾司摩爾的地位也無可取代。

Zyvex
credit: Zyvex

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