市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈 晶圓廠競(jìng)逐FinFET混搭制程

一線晶圓廠正紛紛以混搭20奈米制程的方式，加速14或16奈米鰭式電晶體(FinFET)量產(chǎn)腳步。包括IBM授權(quán)技術(shù)陣營(yíng)中的聯(lián)電、格羅方德(GLOBALFOUNDRIES)和三星(Samsung)，皆預(yù)計(jì)在2014年以14奈米FinFET前段閘極結(jié)合20奈米后段金屬導(dǎo)線制程的方式達(dá)成試量產(chǎn)目標(biāo);而臺(tái)積電為提早至2015年跨入16奈米FinFET世代，初版方案亦可望采用類(lèi)似的混搭技術(shù)，足見(jiàn)此設(shè)計(jì)方式已成為晶圓廠進(jìn)入FinFET世代的共通策略。

聯(lián)華電子市場(chǎng)行銷(xiāo)處處長(zhǎng)黃克勤提到，各家廠商在16/14奈米FinFET的技術(shù)發(fā)展齊頭并進(jìn)，未來(lái)勢(shì)將引發(fā)更激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

聯(lián)華電子市場(chǎng)行銷(xiāo)處處長(zhǎng)黃克勤表示，F(xiàn)inFET制程可有效控管電晶體閘極漏電流問(wèn)題，并提高電子移動(dòng)率，因而能大幅提升晶片運(yùn)算效能同時(shí)降低功耗，現(xiàn)已成為全球晶圓廠新的角力戰(zhàn)場(chǎng)。為搶占市場(chǎng)先機(jī)，各家廠商也相繼祭出新的奈米制程混搭方案，期透過(guò)20奈米晶圓后段金屬導(dǎo)線(BEOL)制程技術(shù)，加快14或16奈米FinFET方案的量產(chǎn)腳步。

黃克勤進(jìn)一步分析，14或16奈米FinFET對(duì)晶圓代工廠而言系重大技術(shù)革新，無(wú)論是立體電晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料摻雜比例、溫度和物理特性掌握的難度均大幅攀升;尤其在BEOL方面，要在短時(shí)間內(nèi)將金屬導(dǎo)線制程微縮至1x奈米的密度相當(dāng)不容易，因此各家晶圓廠遂計(jì)劃在晶圓前段閘極制程(FOEL)先一步導(dǎo)入FinFET，并沿用20奈米BEOL方案，以縮短開(kāi)發(fā)時(shí)程和減輕投資負(fù)擔(dān)。

其中，聯(lián)電、格羅方德和三星已先后在2012年與IBM簽訂14奈米FinFET合作計(jì)劃，并分別預(yù)定于2014年底～2015年，以14奈米FinFET FOEL混搭20奈米MOEL/BOEL的方式導(dǎo)入量產(chǎn)。

黃克勤認(rèn)為，混搭方案將是推進(jìn)半導(dǎo)體制程提早1年演進(jìn)到1x奈米FinFET的關(guān)鍵布局，不僅能加速設(shè)計(jì)與測(cè)試流程，亦有助控制成本，預(yù)估晶圓代工業(yè)者初期都將采用此一架構(gòu)，待技術(shù)日益成熟后才會(huì)全面升級(jí)為純16或14奈米制程。現(xiàn)階段，聯(lián)電已授權(quán)引進(jìn)IBM在半導(dǎo)體材料研究方面的Know-how與技術(shù)支援，將用來(lái)優(yōu)化自行研發(fā)的14和20奈米混搭制程，將于2015年正式投產(chǎn)。

格羅方德全球業(yè)務(wù)行銷(xiāo)暨設(shè)計(jì)品質(zhì)執(zhí)行副總裁Mike Noonen也強(qiáng)調(diào)，該公司將于2014年底搶先推出14nm-XM制程，可充分利用現(xiàn)有20奈米設(shè)備和技術(shù)資源，降低FinFET研發(fā)和制造成本，并簡(jiǎn)化客戶(hù)新一代處理器的設(shè)計(jì)難度，盡速實(shí)現(xiàn)以立體電晶體結(jié)構(gòu)減輕閘極漏電流的目標(biāo)，進(jìn)而延伸摩爾定律(Moore"s Law)至新境界。

此外，臺(tái)積電近期也宣布2014年量產(chǎn)20奈米后，將提前1年至2015年發(fā)表16奈米FinFET制程，業(yè)界也預(yù)估其第一個(gè)量產(chǎn)版本將導(dǎo)入20奈米BEOL混搭方案，才能順利在短短1年內(nèi)，從20奈米跨入16奈米世代。由此可見(jiàn)，一線晶圓代工業(yè)者在挺進(jìn)FinFET領(lǐng)域的時(shí)間和成本壓力下，采用混搭結(jié)構(gòu)已成為一門(mén)顯學(xué)。