終結(jié)時代：半導(dǎo)體技術(shù)出乎意料的五大事件

本周舉行的ARM技術(shù)大會上，IBM半導(dǎo)體研究與發(fā)展中心副總裁Gary Patton做了一場內(nèi)容豐富、信息量很大的主題演講。演講題為“20納米及未來的半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新”。Patton談到了光刻、材料和未來設(shè)備的現(xiàn)狀。下面是演講內(nèi)容：

1. EUV還沒有準(zhǔn)備好

很多一線芯片廠商已經(jīng)由193nm“干”蝕刻法轉(zhuǎn)為45納米制程的193nm浸潤蝕刻。英特爾公司是例外，這家芯片巨頭轉(zhuǎn)向32nm浸潤蝕刻。芯片未來很可能在28nm和22nm節(jié)點采用雙模技術(shù)實現(xiàn)193nm浸潤蝕刻。

15/14nm節(jié)點，行業(yè)將會倚賴EUV光刻——13nm波長的軟性X射線技術(shù)。

Patton在演講中表示，“EUV本來寄望于14nm或11nm節(jié)點，15/14nm的時候如果技術(shù)就緒，EUV也將很有優(yōu)勢。”

在簡短的采訪中，Patton說EUV尚未成熟。這不是什么新聞。多年來，EUV由于光源、掩模、檢查工具的問題而延遲。

讓人吃驚的地方在于，到現(xiàn)在至少也該有些關(guān)于EUV現(xiàn)狀的模糊概念了。時間不等人。三星電子希望在2012年將EUV用于存儲芯片的生產(chǎn)。EUV設(shè)備的生產(chǎn)商ASML正努力在此時限之前推出自己的第一批產(chǎn)品。很多人都不認為ASML能夠按期交貨，這意味著三星等公司暫時還將繼續(xù)使用普通光刻。

2.計算光刻（computational lithography）

計算光刻已受到了極大關(guān)注，但該技術(shù)曾經(jīng)被認為只不過是科研項目，新聞報道也多于實際的應(yīng)用。

現(xiàn)在為了將光刻延伸到22和20nm以下，IBM、Intel甚至EDA廠商都開始重視計算光刻技術(shù)了。每家廠商對該技術(shù)都有不同的叫法，在市場上也引起了一些混亂。

Patton表示，無論如何，22和20nm節(jié)點，芯片廠商可能不得不求助于包括整合式顯影光源優(yōu)化（SMO）、像素化掩模、定制透鏡在內(nèi)的計算光刻技術(shù)。

　　3. 高-K金屬柵暫無進展

2007年11月，IBM與英特爾分別公布了自己用于gate stack的高-K/金屬柵極技術(shù)。今天，英特爾將兩代高-K投入生產(chǎn)。與之相反的是，業(yè)界還在等待IBM及其合作伙伴推出基于高-K的芯片。

IBM合作伙伴之一的三星現(xiàn)在宣布目前采用高-K介質(zhì)的32納米工藝制程正在醞釀。三星官方否認了面臨困難的傳言，表示高-K技術(shù)工作的“很好”。

IBM的另一家合作伙伴AMD公司在2011年上半年之前不會推出基于高-K的芯片。傳言說AMD推出高-K技術(shù)芯片的時間延后到2011年下半年。這里有點不協(xié)調(diào)，在演講中，Patton將高-k/金屬柵極技術(shù)是堆棧門的啟動者，但卻沒有提供這種技術(shù)的研究進度。

4. 一個時代的終結(jié)？

業(yè)界早已明確，需要一個新的突破來延長CMOS時代。Patton相信14nm制程需要一種新的設(shè)備結(jié)構(gòu)（不同于今天的平面結(jié)構(gòu)）才能讓CMOS煥發(fā)活力。

像以前一樣，業(yè)內(nèi)有多個參與者卻沒有領(lǐng)導(dǎo)者。，F(xiàn)inFETs和下一代設(shè)備等諸多可能性中，以及IBM在演講中提到的SOI和超薄SOI，已經(jīng)喪失活力。FinFET生產(chǎn)過程復(fù)雜，新的SOI設(shè)備也面臨挑戰(zhàn)。

5. 沒被提及的450-mm

Patton在演講中沒有提到450-mm。但競爭對手英特爾近期已經(jīng)宣布建立一家新晶圓廠，該廠已為450-mm做好準(zhǔn)備。很顯然，業(yè)界現(xiàn)階段沒準(zhǔn)備要轉(zhuǎn)向450-mm，但英特爾正在不斷地助推轉(zhuǎn)向步幅。

IBM的一些合作伙伴也加入了進來。轉(zhuǎn)向450-mm需要承擔(dān)很多研發(fā)費用與風(fēng)險。如果加工設(shè)備生產(chǎn)商愿意設(shè)計450-mm設(shè)備，英特爾就必須承擔(dān)修補瑕疵的痛苦工作。所以，讓英特爾來承擔(dān)風(fēng)險吧。

另一方面，IBM和自己的合作伙伴——GlobalFoundries與三星都不希望被甩開太遠。三星就在努力向450-mm前進。像英特爾一樣，三星也想要450-mm。而GlobalFoundries的熱情就非常有限了。