【晶背供電護神山1】幫晶圓打孔、瘦身減薄滿滿商機 中砂、汎銓身懷絕技攻進神山供應鏈

拉到晶背的電源,鑽完孔得精準對準密密麻麻電晶體以利導電,如何穩定蝕刻良率,將依賴汎銓等公司的檢測服務。
拉到晶背的電源,鑽完孔得精準對準密密麻麻電晶體以利導電,如何穩定蝕刻良率,將依賴汎銓等公司的檢測服務。

早就問世的晶背供電隨著AI需求火熱浮出檯面,除了台積電對外發表超級電軌技術,預計2026年量產,二大敵手英特爾(Intel)、三星(Samsung)也來勢洶洶,業界人士透露,英特爾今年2月曾在美國以晶圓柱(PowerVia)為名,宣布把晶背供電運用於今年底將推出的20埃米製程;而三星也預計於明年將此技術用於20埃米,超車台積電的企圖相當明顯,卻也因此衍生晶圓減薄與埃米高階檢測服務,讓中砂、汎銓因此受惠。

眼看著英特爾、三星兩家公司量產速度竟比台積快,一哥何以老神在在?

「跑在最快不一定勝出!」汎銓營運長廖永順解讀,半導體任一項新技術投資不斐,英特爾、三星喊出20埃米就可導入晶背供電,除了成本/良率有待觀察。

「你看台積,一樣的二0埃米,只要用傳統的正面供電就能跟競爭對手達到一樣的能耗效益,在追求省電的今日,殺雞越晚用到牛刀,有時才是贏家,」廖永順笑著說。

根據台積電數據,導入晶背供電的A16晶片,在相同電壓下,比起20埃米,可提升8至10%傳輸速度,功耗降低15至20%,密度提升達1.1倍。

然而,把電源線拉到背後,看似簡單,工藝可不容易。

「為了把電源透過晶背直接傳到電晶體的源極和汲極(開關閘門),晶背供電須採用奈米矽穿孔(nTSV)技術,先在晶圓背後打孔,再透過蝕刻(etching)、鍍膜讓孔洞內填入金屬等不同材料,以利隔離與導電。」DIGITIMES分析師陳澤嘉說明。

一位專家直言,在先進製程下,這些孔徑尺寸都是髮絲的好幾十分之一,非常脆弱,為了提高nTSV良率,鑽孔前會透過化學機械研磨(CMP)將晶圓減薄,其衍生的相關商機,也讓台廠紛紛切入助拳台積電。

「晶背因減薄研磨道數變多、時間拉長,鑽石碟需求一定備受期待。」天虹科技執行長易錦良說。他口中的鑽石碟,就是半導體化學機械研磨製程所用耗材;據悉,目前中砂的鑽石碟已打入台積電供應鏈。

對此,中砂研發副總白景中僅低調表示,晶背供電確實讓公司的鑽石碟用量明顯增加一成。「以前一層晶圓(Layer)約拋光一次,現在要拋光3、4次。」他分析。

而減薄後的晶圓,鑽完孔第一道程序為蝕刻,業者透露,這項技術難度相當高,目前台積電主要委託應材、柯林(Lam Research)、東京威力(TEL) 等國際蝕刻設備大廠處理,但這不代表台廠沒有機會。

汎銓營運長廖永順指出,先進製程下,一片指甲大小的晶片(1cm×1cm),裡面就有一千億個電晶體,「晶背鑽完孔後,如何精確對準這些密密麻麻的電晶體,蝕刻好壞相當關鍵。」而汎銓3、4年前就開發埃米級檢測服務,讓客戶清楚蝕刻結構、有無副產物塞住進而影響阻抗,「如此確保客戶在埃米晶片良率穩定,取得成本優勢。」廖永順說。

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