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晶圓可用面積提高 3 倍!台積電測試「矩形基板」技術顛覆半導體製造方式

為了維持在半導體製造業中的龍頭地位,台積電不斷推動技術突破和產業革新,而台灣護國神山正在測試中的最新方法,很有可能徹底顛覆半導體晶片的製造方式。

根據外媒報導,台積電正在開發全新的先進晶片封裝技術,並使用「矩形基板」取代傳統的「圓形晶圓」,讓工廠得以在單一基板上放置更多晶片。台積電實驗中的矩形基板尺寸為 515mm x 510mm,其可用面積為目前 12 吋晶圓的 3.7 倍,不僅大幅提高了晶片的有效生產數量,還能減少邊緣因不完整晶片所造成的空間浪費。

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以台積電代工的 NVIDIA B200 AI 運算晶片為例,目前單片晶圓上只能生產 16 組 B200 晶片,而且這還是假設生產良率為 100% 的情況。面對先進晶片尺寸不斷增大,台積電必須想出辦法提高晶片產量跟良率,否則可能會導致自己在半導體製造技術上出現落後,甚至於無法應對合作夥伴對 AI 運算和各種先進晶片的強烈需求。

雖然將晶圓從「圓形」改成「矩形」,聽起來只不過是形狀上的改變,但對於半導體製造過程來說,這項小小的變化卻會帶來極為深刻的影響。產業高層和分析師皆表示,當前矩形基板已經被用於顯示器和 PCB 製造,可是晶片生產需要更高水準的設備和材料精度,因此新技術被台積電視為一場巨大的挑戰。

考慮到台積電將需要對生產機台和應用材料進行重大變更,矩形基板技術可能會成為一項長期計劃,若要真正投入量產預期得花上 5 到 10 年時間;屆時,台積電將升級機械手臂和自動材料處理系統,讓生產機台得以應對新的基板形狀,確保這種先進的製造方式可以獲得足夠良率。

包含 Intel 和三星在內的晶片製造競爭對手,也都在試圖探索全新的晶片製造技術,而在矩形基板方面,如京東方、群創等顯示器面板製造商,已經在加緊投資這項技術,期待實現半導體產業供應鏈的多元化。

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*本文開放合作夥伴轉載,資料來源:《Tom’s Hardware》《TechPowerUp》。首圖來源:Shutterstock