今年IEDM論文數(shù)量大減 芯片廠商面臨艱巨挑戰(zhàn)

12月6~8日于美國舊金山舉行的2010年IEEE國際電子元件會議(International Electron Device Meeting，IEDM)，呈現(xiàn)了三個顯著的主題趨勢：首先，與技術(shù)相關(guān)的論文數(shù)量減少；其次，業(yè)界對于未來制程節(jié)點(diǎn)的下一代電晶體架構(gòu)仍缺乏共識；第三，盡管有一大堆新奇的技術(shù)冒出頭，芯片制造商還是堅持認(rèn)為經(jīng)濟(jì)學(xué)與成本才是他們決定未來電晶體與制程技術(shù)的推手。

在過去，眾家晶片制造商競逐摩爾定律(Moore’sLaw)與先進(jìn)制程技術(shù)的開發(fā)，也因此在IEDM上會有大量相關(guān)論文發(fā)表；而今日，先進(jìn)晶片制造商越來越少，也導(dǎo)致今年該會議論文數(shù)大幅減少。IEDM大會主席、來自臺積電(TSMC)的MeikeiIeong在會議期間表示："我并沒有看到論文數(shù)量有回升的趨勢。"

IEDM論文數(shù)量減少也可能有其他原因；過去先進(jìn)晶片制造商的態(tài)度較為開放，也常愿意針對即將問世的新技術(shù)提供暗示；例如IBM、英特爾(Intel)、東芝(Toshiba)、臺積電與聯(lián)電(UMC)等廠商，都會投稿大量論文發(fā)表其最新、最厲害的制程開發(fā)成果。

在今年的會議上，僅有少量論文提供了晶片供應(yīng)商下一步發(fā)展的線索；許多先進(jìn)晶片制造商的態(tài)度都轉(zhuǎn)趨謹(jǐn)慎，也不想把技術(shù)發(fā)展方向透露給對手知道。今年IEDM上發(fā)表的論文以學(xué)術(shù)性質(zhì)居多，或是在細(xì)節(jié)上透露不多，讓部分參加者不太滿意。

不過在今年的IEDM上，還是有不少傳言討論先進(jìn)數(shù)位晶片制造商可能會在22/20奈米節(jié)點(diǎn)的電晶體架構(gòu)上可能會采取的策略方向；大多數(shù)業(yè)界人士相信，先進(jìn)晶圓代工廠可能會延長使用bulkCMOS制程技術(shù)。

其中有不少猜測是針對英特爾而來，有人認(rèn)為該公司將延長使用bulkCMOS技術(shù)，其他人則認(rèn)為該公司會采用全空乏(fully-depleted)──或稱超薄絕緣上覆矽(extrathinSOI)；還有一個消息來源甚至指出，英特爾打算在22奈米或15奈米制程節(jié)點(diǎn)采用三閘(tri-gate)架構(gòu)。

其他候選技術(shù)還包括采用矽穿孔(through-siliconvias，TSV)技術(shù)的3D晶片制程，這是不需依賴半導(dǎo)體制程的技術(shù)，而如果晶片制造商能夠達(dá)成以合理成本量產(chǎn)矽穿孔3D晶片，該技術(shù)可能會成為半導(dǎo)體制程發(fā)展藍(lán)圖中半途殺出的程咬金。

目前，先進(jìn)晶片制造商在32/28奈米節(jié)點(diǎn)所采用的，是傳統(tǒng)bulkCMOS制程與平面架構(gòu)的電晶體；但顯然："對于20奈米節(jié)點(diǎn)到底將會是哪種電晶體出線，業(yè)界仍存在著憂慮。"市場研究機(jī)構(gòu)VLSIResearch執(zhí)行長G.DanHutcheson表示："在電晶體架構(gòu)方面，較安全的賭注是將傳統(tǒng)CMOS技術(shù)延伸使用到下一個世代。"

SemicoResearch的分析師JoanneItow也同意以上節(jié)點(diǎn)，其理由是基于成本；Itow表示，試圖在22/20奈米節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)用新奇的電晶體架構(gòu)，不但代價太昂貴、風(fēng)險也太高。只是，究竟晶片制造商還能把目前的bulkCMOS技術(shù)延伸使用多久，還是個未知數(shù)。

在22/20奈米節(jié)點(diǎn)之后，對于預(yù)期在2013年問世的16奈米邏輯制程節(jié)點(diǎn)之實(shí)際電晶體架構(gòu)，晶片制造商之間的共識非常??；目前臺面上也有不少候選技術(shù)，包括三五族半導(dǎo)體(III-V)、bulkCMOS、FinFET、全空乏SOI、多閘極(multi-gate)等等。

至于還有更遠(yuǎn)一段距離的16奈米以下制程節(jié)點(diǎn)，可能采用的技術(shù)范圍更是完全開放，除了現(xiàn)有的技術(shù)，還有其他各種新奇的架構(gòu)，例如三五族半導(dǎo)體、碳奈米管、石墨烯(graphene)、量子阱(quantumwell)FET等等。