臺(tái)積電:摩爾定律實(shí)際上被誤稱為一種定律

“摩爾定律未死!”這句話如果是Intel公司說的，一點(diǎn)都沒有懸念，畢竟摩爾定律的提出者是Intel聯(lián)合創(chuàng)始人，50多年來Intel也是摩爾定律最堅(jiān)定的捍衛(wèi)者。近年來，對(duì)于在過去50年推動(dòng)半導(dǎo)體制程前進(jìn)的摩爾定律是否能繼續(xù)前行這個(gè)話題，一直備受爭(zhēng)議。但除了英特爾外，晶圓代工龍頭臺(tái)積電亦是摩爾定律的忠實(shí)推動(dòng)者。日前，臺(tái)積電高管發(fā)表博客，再次表態(tài)將繼續(xù)推進(jìn)摩爾定律，喊話“摩爾定律未死”。

臺(tái)積電全球營(yíng)銷主管Godfrey Cheng今天在官網(wǎng)發(fā)表博客，解釋了摩爾定律的由來及內(nèi)容，這些是老生常談的話題了，而他的意思就是強(qiáng)調(diào)摩爾定律沒死，只不過現(xiàn)在繼續(xù)推動(dòng)摩爾定律的是臺(tái)積電而非其他公司了(Intel聽到臺(tái)積電如此表態(tài)不知道是什么滋味)。

臺(tái)積電全球營(yíng)銷主管Godfrey Cheng在官網(wǎng)發(fā)表博客，表示摩爾定律實(shí)際上被誤稱為一種定律，因?yàn)樗鼫?zhǔn)確地將其描述為歷史觀察和未來預(yù)測(cè)半導(dǎo)體器件或芯片中晶體管數(shù)量的指導(dǎo)。這些觀察和預(yù)測(cè)在過去幾十年中基本上都是正確的。但在我們即將邁入新的十年之際，一些人似乎認(rèn)為摩爾定律已死。

Godfrey Cheng在博文中解釋了摩爾定律的由來及相關(guān)知識(shí)，言語(yǔ)中強(qiáng)調(diào)摩爾定律未死。他舉例表示，計(jì)算性能并沒有因?yàn)閱蝹€(gè)晶體管的時(shí)鐘速度而提高，而是通過在一個(gè)計(jì)算問題上投入更多的晶體管來提高計(jì)算性能，而在同一區(qū)域內(nèi)壓縮更多晶體管的方法是密度，即指給定二維區(qū)域內(nèi)晶體管的數(shù)量。

他指出，之所以關(guān)心芯片面積，是因?yàn)樾酒杀九c芯片面積成正比。摩爾在1965年的論文中明確指出，每個(gè)組件的制造成本與芯片上晶體管的總數(shù)之間存在關(guān)系。有些人認(rèn)為摩爾定律已死，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為晶體管不肯能再繼續(xù)縮小了，Godfrey Cheng在文中談及了一些計(jì)算問題以及關(guān)于如何改進(jìn)密度等問題。

值得一提的是，Godfrey Cheng提到臺(tái)積電近期推出的5nm極紫外EUV制程技術(shù)(N5P)。N5P是臺(tái)積電5nm制程的增強(qiáng)版，采用FEOL和MOL優(yōu)化功能，以便在相同功率下使芯片運(yùn)行速度提高7%，或在相同頻率下將功耗降低15%。他表示臺(tái)積電的N5P工藝擴(kuò)大了他們?cè)谙冗M(jìn)工藝上的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，該工藝將提供世界上最高的晶體管密度和最強(qiáng)的性能。

Godfrey Cheng進(jìn)一步表示，在了解了臺(tái)積電的技術(shù)路線圖后，他可以很有把握地說，臺(tái)積電在未來多年將繼續(xù)開拓創(chuàng)新，將繼續(xù)縮小單個(gè)晶體管的體積，并繼續(xù)提高密度。在未來的幾個(gè)月、幾年里，將可聽到更多臺(tái)積電向新節(jié)點(diǎn)邁進(jìn)的消息。

事實(shí)上，目前臺(tái)積電對(duì)外公布的技術(shù)路線規(guī)劃已到2nm。6月18日，臺(tái)積電在上海舉辦2019中國(guó)技術(shù)論壇，臺(tái)積電總裁魏家哲介紹了先進(jìn)工藝的發(fā)展規(guī)劃。如今，臺(tái)積電7nm制程已量產(chǎn)，而其規(guī)劃量產(chǎn)的工藝節(jié)點(diǎn)已經(jīng)來到5nm，研發(fā)方面則推進(jìn)到3nm，近期還官宣2nm研發(fā)啟動(dòng)。

根據(jù)規(guī)劃，臺(tái)積電5nm工藝將于明年上半年量產(chǎn);3nm工藝方面，臺(tái)積電表示進(jìn)展順利，已有早期客戶參與進(jìn)來，有望在2021年試產(chǎn)、2022年量產(chǎn);2nm工藝新廠設(shè)在中國(guó)臺(tái)灣新竹的南方科技園，預(yù)計(jì)2024年投產(chǎn)。

據(jù)了解，臺(tái)積電2nm工藝是一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，Metal Track(金屬單元高度)和3nm一樣維持在5x，同時(shí)Gate Pitch(晶體管柵極間距)縮小到30nm，Metal Pitch(金屬間距)縮小到20nm，相比于3nm都小了23%。

除了先進(jìn)制程外，Godfrey Cheng還提及了系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)，這也是延續(xù)摩爾定律的一個(gè)重要方向。他表示，臺(tái)積電已經(jīng)能通過先進(jìn)的封裝技術(shù)將邏輯內(nèi)核與存儲(chǔ)器緊密集成，將利用先進(jìn)封裝實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)級(jí)密度，進(jìn)一步增加晶體管的密度。

Godfrey Cheng表示，摩爾定律是關(guān)于增加密度，除了通過先進(jìn)封裝實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)級(jí)密度，臺(tái)積電將繼續(xù)在晶體管級(jí)別增加密度，有許多路徑可用于未來的晶體管密度改進(jìn)，“摩爾定律并未死亡”。