台積電狠甩英特爾、三星原因曝 全靠這「黑科技」
 2024/10/24 09:54

AI點燃半導體技術創新競賽，隨著埃米（angstorm）世代到來，為了讓晶圓內容納更多電晶體，把電源從正面翻到背後的「晶背供電」（BSPDN）技術，已成兵家必爭之地。媒體調查，該技術得透過晶圓減薄及奈米矽穿孔（nTSV）等方式實現，而台廠正聯袂助攻護國神山力甩英特爾、三星2強，包括鑽石碟研磨耗材商中砂、原子層沉積（ALD）薄膜製程設備廠天虹、半導體檢測分析廠商汎銓等都積極做好準備，助力台積電鞏固先進製程全球領導地位。
被喻為「全球半導體研發大腦」的比利時微電子研究中心（imec），為了慶祝成立40週年，在今年9月的半導體展（Semicom 2024）舉辦大型論壇，找來台積電背書，大談研發商化成果；只見台積電技術研究副總曹敏在台上操著流利的英文，細數一路領先的關鍵製程如FinFET、EUV、Nano-sheet，都有imec參與其中。話鋒一轉，曹敏用自豪的語氣說：「台積電預計於2026年量產的一六埃米（A16）所導入的晶背供電，將為AI晶片帶來劃時代突破。」

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護國神山的研發大將豪語一出，立刻讓外界好奇，晶背供電究竟有何獨特之處？台積電為何要強力布局？「我在應材（Applied）時，晶背供電早就熱鬧地展開研究。」談起晶背供電的崛起，在美國應用材料公司待了17年、2016年才加入天虹擔任執行長的易錦良告訴媒體，晶背供電技術雖由imec於2019年首度對外發表，但設計概念其實更早就有，並非橫空出世。
▼晶背供電介紹。（圖／鏡週刊提供）
接著易錦良指著電晶體的剖面設計圖解釋：「現今的邏輯晶片，上面都堆疊好幾十層的導線(mextal)，這些導線包含信號跟電源，隨著晶片不斷縮小，導線越來越擁擠，容易互相干擾影響傳輸、增加損耗。」他表示，晶背供電就是打破過去傳統，把電源與訊號有效分類，電源移到背後，也能拉出空間放更多電晶體，等於追上摩爾定律。
「與正面相比，晶背供電另個好處就是電壓下降（IR Drop）減少，壓降一少就能減少漏電，就更省電。」汎銓科技營運長廖永順向媒體指出，AI非常耗電，現在設計晶片，追求的不只是效能與速度，更重要的是要比省電，也讓這項技術的重要性大為提高。
何以早就問世的晶背供電，一直到近期更受矚目？DIGITIMES分析師陳澤嘉向媒體提出觀察指出，今年2月，台積電北美技術論壇，首次公開A16先進製程的節點，正式宣告台積電也準備進入埃米(A)(奈米的10/1)世代，「同時，台積也宣布以超級電軌(SPR：Super Power Rail)作為A16晶背供電的解決方案，我認為，晶背供電將是埃米製程下的新致勝武器。」他說。
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（封面圖／台積電提供）