14nm的到來(lái)再次掀翻摩爾定律，多廠商在行動(dòng)

摩爾定律是推動(dòng)集成電路性能前進(jìn)的影響力參數(shù)。在過(guò)去數(shù)十年里集成電路數(shù)量每?jī)赡昃头槐丁，F(xiàn)在這個(gè)步伐已經(jīng)被超越？

至少14nm制程和FinFET技術(shù)的開(kāi)發(fā)商是這么看的。英特爾、IBM、東芝、三星都在采納14nm制程，并將在研發(fā)工作完成后盡快投入FinFET量產(chǎn)。

FinFET技術(shù)由加州大學(xué)伯克利分校的研究人員所發(fā)明，能夠帶來(lái)一些顯著的性能提升，包括能夠嚴(yán)格控制亞微米級(jí)下的短溝道效應(yīng)、降低短態(tài)電流。

而且該技術(shù)能夠以單個(gè)晶體管作為多門(mén)設(shè)備。使用實(shí)驗(yàn)性的閘極堆疊材料和設(shè)備架構(gòu)也能顯著影響模擬設(shè)備屬性。

14nm制程本質(zhì)上更便宜、更簡(jiǎn)單，因?yàn)槁袢胙趸飳幽軌蜃柚刮g刻，讓蝕刻變得非常簡(jiǎn)單

IBM在行動(dòng)

IBM已經(jīng)開(kāi)始轉(zhuǎn)向14nm節(jié)點(diǎn)、SOI（絕緣層上硅）晶圓的FinFET技術(shù)。事實(shí)上，這家公司打算在所有14nm產(chǎn)品上采用SOI晶圓，包括IBM內(nèi)部使用的服務(wù)器處理器和對(duì)外提供的ASIC。

IBM半導(dǎo)體研究中心副總裁Gary Patton最近在公共平臺(tái)技術(shù)論壇解釋了SOI相對(duì)塊狀硅（bulk silicon）晶圓的優(yōu)勢(shì)，“制程復(fù)雜度得到降低，因?yàn)槁袢胙趸飳幽軌蜃柚刮g刻，讓蝕刻變得非常簡(jiǎn)單。而且14nm的成本問(wèn)題也已經(jīng)解決”。

從根本上說(shuō)，這意味著14nm制程流程步驟的縮減已經(jīng)抵消了SOI晶圓的成本。SOI的進(jìn)一步優(yōu)勢(shì)是軟錯(cuò)誤發(fā)生率很低。

IBM已經(jīng)通過(guò)SOI技術(shù)開(kāi)發(fā)出DRAM設(shè)備。該公司認(rèn)為進(jìn)一步將該技術(shù)用于垂直配置設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單的看法非常正確。

其它廠商

包括三星、GlobalFoundries、東芝在內(nèi)的Fishkill聯(lián)盟廠商已經(jīng)準(zhǔn)備投產(chǎn)14nm節(jié)點(diǎn)的FinFET。此外，IBM還與意法微電子和Leti結(jié)盟開(kāi)發(fā)平面SOI技術(shù)，以期榨干它的潛能。

相似的，研究組織Imec也開(kāi)發(fā)出用于14nm邏輯芯片的早期版本制程開(kāi)發(fā)包（PDK）。該P(yáng)DK瞄準(zhǔn)著一系列新技術(shù)，包括FinFET和超紫外線（EUV）光刻。

Imec及其合作伙伴正在用該P(yáng)DK開(kāi)發(fā)14nm測(cè)試芯片，將于今年晚些時(shí)候發(fā)布。該芯片能夠促進(jìn)14nm節(jié)點(diǎn)內(nèi)的互聯(lián)、制程、光刻元素以及電路性能。

對(duì)比其它公司“全力撲向”14nm的態(tài)度。臺(tái)積電（TSMC）雖然早已宣布計(jì)劃采用FinFET技術(shù)，但該公司并不打算在14nm節(jié)點(diǎn)成為主流制程以前將該技術(shù)推向客戶。

早在2002年，臺(tái)積電就演示了一種名為Omega FinFET的產(chǎn)品——能夠在0.7V下工作的25nm晶體管。但該產(chǎn)品最終未能商業(yè)化。

有理由相信這些公司轉(zhuǎn)向14nm FinFET技術(shù)的速度將超越摩爾定律最初晶體管數(shù)量每?jī)赡攴瓋杀兜墓浪恪?/p>

有小道消息稱英特爾已經(jīng)試圖在未來(lái)幾年里從14nm走向8nm。是時(shí)候讓摩爾定律走入慢車(chē)道了？或許吧，唯一的疑問(wèn)是到8nm將超越硅的理論運(yùn)行限制。到時(shí)候會(huì)發(fā)生什么？答案是石墨。