台积电3nm计划将公布，芯片内部导线将用钴取代铜制程？

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台积电一年一度的技术论坛订下周四（25）日在新竹登场，在美商应材公司材料技术获致重大突破下，预估台积电5nm制程量产蓝图将更加确定，预料论坛中将揭露5nm量产时程，也将成为全球第一个对外宣布提供5nm代工服务的晶圆厂。

台积电供应键透露，今年台积电技术论坛将由共同执行长暨总经理魏哲家担纲主持，除揭示台积电引以为傲的7nm即将于今年底进行投片量产外，也将确立5纳米制程试产和量产时程；同时也会针对市场瞩目的3nm设厂地点，提出进一步的说明。

应材昨（17）日宣布成功运用钴金属材料取代铜，作为半导体先进制程中进行沉积制程的关键材料，且获致导电性更佳和功耗更低、让芯片体积更小等重大突破，让摩尔定律得以延伸推进到7纳米，甚至到5纳米和3纳米，预料将使台积电等晶圆制程厂7纳米量产脚步加速。

美商应材研发人员昨专程来台宣布这项重要材料创新技术，也意谓应材在半导体先进制程设备和材料运用，持续扮演领先地位，并透露包括台积电等晶圆制造厂将先进制程推进至7纳米以下的商业化脚步，更向前迈进一大步。

应材表示，目前各大晶圆制程厂已导入在7纳米制程采用这项新的材料革新，如果成效良好，不排除可能在7纳米就可以看到导入钴金属取代铜制程技术变革。

应材表示，当半导体金属沉积制程进入7纳米以下的技术节点时，链接芯片中数10亿个晶体管的导线电路渐渐成为技术瓶颈。 一方面要扩增芯片上晶体管的数量，一方面追求系统整合芯片封装，缩小导线进而增加晶体管密度是必然的趋势。

但应材强调，当导线的截面积减少，导电区域的体积也减少，这会造成电阻增加，阻碍最佳效能的实现。 这种阻容迟滞有赖以创新突破技术瓶颈，包括在阻障层、内衬层微缩制程，以及运用新的材料，以利在更狭小的空间中改善导电特性。

应材强调，为了解决导线的电阻问题，用新的钴取代传统的铜，并运用多年累积的沉积制程技术，同时将物理气相沉积、化学气相沉积和原子层三种不同沉积制程技术，整合在同一设备平台上，运用单一整合程序，制造复杂的薄膜堆栈结构。

应材指出，以钴取代传统铜进行沉积制程的关键材料，已获致传导性更快且功耗更低等优越性能，同时大幅节省芯片体积，芯片效能更快、体积更大。

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