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更高良率、更可靠产能、更绿色产业:Samsung Foundry卓越制造之道

在2022年三星晶圆代工论坛的主题演讲中,Samsung Foundry深入探讨了各种先进的晶圆代工解决方案和技术。本文是相关的系列深度评述文章之一。

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半导体晶圆代工行业正在飞速发展。拥有先进技术的制造商需要迅速将前沿创新推向市场,以创新的产品引领竞争,并同时让客户满意。 凭借快速响应客户需求的能力,Samsung Foundry在竞争激烈的晶圆代工行业中脱颖而出,成为客户高度看重的合作伙伴。我们的成绩可归结于两个重要因素:1) 提升产品良率和生产速度; 2) 为客户缩短TAT。 当然,我们的求索不止于此。我们晶圆代工业务的每一项决策,都围绕公司的环保承诺:减少自身和客户的碳足迹;以更可持续的实践降低对环境的影响。 卓越制造助力客户保持领先 随着高性能计算(HPC)和移动技术的兴起,其背后所依托的先进工艺节点变得越来越重要。在先进节点支持下,设备和数据中心能够以更高的速度运行,执行各种难以想象的新任务。 为满足不断增长的节点需求,三星提供多种出色的解决方案,帮助企业通过其产品引领创新,跑赢竞争对手。 三星拥有基于极紫外(EUV)和鳍式场效应晶体管(FinFET)技术的5纳米和4纳米解决方案,以及采用新一代晶体管全环绕栅极(GAA)技术的3纳米产品。三星在 2022年7月,再次打破壁垒,开始量产3纳米GAA技术产品。这也让Samsung Foundry率先进入3纳米GAA工艺节点。
更小的工艺节点,更大的想象空间 更小的工艺节点,更大的想象空间 创新总会伴随挑战,从5纳米到4纳米的演进亦是如此。4纳米工艺的量产遇到了良率问题。不过,Samsung Foundry已解决了该问题,4纳米节点的良率正迅速接近量产成功的5纳米节点,甚至展示出更快的学习速度。 4纳米产品的功耗更低,其未来良率将超越5纳米产品。 作为率先采用3纳米GAA技术的晶圆代工厂,Samsung Foundry的3纳米产品性能相比其4纳米产品提升50%以上。 在向着更小节点和更高良率迈进的同时,我们也在大幅降低故障率,从而在整个半导体应用领域提高客户满意度,尤其是汽车和物联网行业。 把握汽车和物联网新“风口” 随着智能技术的发展,半导体的应用范围急速扩大。从越来越智能的物联网解决方案,到响应更快甚至可以自主驾驶的汽车,对半导体和专用技术的需求不断增长。Samsung Foundry的产能也同步增加。 Samsung Foundry不断扩大面向各种设备的专用产品产能,包括小到可穿戴的随身装备,大到长途运输用的重型卡车。我们正在设计的产品包括:可帮助拍出更清晰照片的图像传感器、可提供更准确和更有用健康信息的可穿戴设备传感器、驱动器集成电路 和PMIC等。 作为一家晶圆代工厂,我们的发展可谓一日千里。到2023年,我们的产能将达2019年的1.5倍。 在高速发展的过程中,我们开始重新重视8纳米节点,该解决方案一直是客户在专用技术领域内的主流选择。8纳米节点是一种具有高成本效益的节点,可扩展性极佳。该节点无需使用EUV,使用FinFET技术即可实现理想的性能。 数据协同:确保所有节点的稳定质量 大多数晶圆厂面临的一个主要局限是:它们只能生产少量的产品。由于产品阵容不够丰富,晶圆厂的数据存在盲点。简而言之,由于缺乏足够的数据,无法开展真正有效的数据工程。 为克服数据量不足的局限,Samsung Foundry采用“数据协同”方法,即使用从多个晶圆代工厂和产品采集的大规模数据。凭借广泛而多样化的产品线,我们得以获得庞大的数据池,以更加准确的方式预测产量和良率。 三星拥有全球规模领先的DRAM晶圆厂,可提供理想的深度数据。然后DX中心的IT专家可以利用来自三星存储器业务的海量数据创建预测模型,并更快、更准确地向客户展示。 凭借这些改进,我们可以优化调度、提高生产力和生产速度,最终实现更快的TAT。 能够缩短TAT这一点非常重要,因为随着EUV等技术的采用,先进产品的TAT会越来越长。“数据协同”方法能够快速跟踪TAT,使整个制造过程更具可预测性。 新晶圆厂助力应对新挑战
Samsung Foundry已经拥有多座晶圆厂,我们也正建设更多晶圆厂,让新节点和新进步能够惠及更多客户。 在韩国平泽,我们正在扩建原有晶圆厂,计划到2023年将产能提高至目前的1.6倍。我们正在美国德克萨斯州泰勒市新建一座晶圆厂,计划于2024年投产。到2027年,我们的整体产能将为目前产能的3.3倍。 绿色制造举措
在快速发展的同时,我们始终坚持通过绿色制造来保护环境。 Samsung Foundry不断降低产品的功耗,以减少客户的碳足迹和能源开支。通过以前沿节点技术来支持服务器和产品,客户能够以负责任的方式扩大规模。 我们不仅提供节能解决方案,自身的制造方式也变得更加环保。我们不断降低制造过程中的碳排放、用水量、排放物和污染物。在资源循环利用和减少制造过程中的废弃物方面,我们处于行业前沿地位。Samsung Foundry现在可回收97%的废弃物,2030年,这一数字有望提高到 99.9%。 自2009年以来,我们一直在对旗下产品开展碳足迹认证,确保制造过程符合以生态良知为先的宗旨。 这些举措非常必要,可使得我们在秉持可持续发展理念的前提下实现负责任的增长,同时也可帮助客户负责任地增长。随着速度和可靠性的大幅提升,以及多家新晶圆厂的建设,我们为整个行业的合作伙伴提供卓越的制造服务。通过提升TAT和良率,我们帮助客户更快地进入市场,并令其产品拥有越来越高的吸引力。