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半導體制造:又逢更新?lián)Q代時

作者:李健 《電子產品世界》編輯 時間:2010-06-18 來源:電子產品世界 收藏

  基帶處理器

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/110118.htm

  規(guī)模最大的fabless企業(yè)高通資深副總裁兼通訊科技總經理Jim Clifford表示,高通借由領先業(yè)界的整合、兼具功耗及成本效益的產品,為客戶帶來“利用最少資源,獲得更多效益”的重要優(yōu)勢,其關鍵在于與Foundny的緊密合作,現(xiàn)在更進一步延伸至低耗電、低漏電的進行量產。工藝密度可較前一代工藝高出一倍,讓進行移動計算的半導體器件能在更低耗電下提供更多功能。高通與TSMC目前在的合作包括高效能工藝技術以及SiON的低耗電高速工藝技術。此外,高通預計于2010年中投產首批 28nm產品。

  出貨量最大的Fabless企業(yè)—博通公司的運作和中央工程執(zhí)行副總裁Neil Y. Kim認為:“我們有計劃向下一代的制程技術轉移。博通公司也正在研發(fā)下一代制程技術的設計平臺,向先進制程參數轉移的首要原因就是它可以提升性能、降低功耗、減小芯片尺寸,并且實現(xiàn)更高的集成度。我們的評估顯示下一代先進制程可以提供上述所有好處。”對于博通而言,由于產品線相對比較廣,因此Kim介紹,博通會根據市場需求進行不同產品的評估。大部分采用28/32nm制程技術的產品更具競爭力,根據市場需要博通已經做好準備迎接新制程技術的采用,28nm工藝可以為手機和其他應用提供更高的帶寬和更低的能耗。此外,新工藝還將持續(xù)著力于實現(xiàn)更高程度的系統(tǒng)集成并推動融合。隨著融合不斷的推進,擁有更強大IP的公司可以更受益于新的制程技術。(由于設計的復雜性)產品研發(fā)的平均成本將會繼續(xù)提升,他們會要求更多的資源、計算和存儲。這就像是提高了入門成本,但是相信消費者也更快地意識到新工藝的好處。

  未來:全代CPU和半代SoC?

  按照摩爾定律的指引,多年來制程更新的尺寸都是前一代的0.7倍,隨著存儲器行業(yè)不斷在PC的推動下快速成長,存儲器逐漸超越CPU成為制程工藝的領導者,而存儲顆粒的尺寸直接決定了存儲器單位面積上的存儲容量,這就讓存儲器廠商在如何縮減工藝尺寸上絞盡腦汁。于是,誕生了一個比標準工藝節(jié)點(全代工藝)更高密度的工藝,與其同屬一代工藝而工藝尺寸只有全代的0.9。毫無疑問,這樣的變化對Fab的改進不大,投入可以接受,卻可以提供密度為全代工藝1.24倍的芯片,對客戶來說,在成本支出不大的情況下可以讓其產品更有性能競爭優(yōu)勢。對于這樣的革新,某廠商賦予其一個帶有些許感情色彩的稱呼:半代!

  隨著所有齊齊轉向28nm的“半代”工藝,半導體極有可能以制程分成兩個陣營,對于需要緊跟制程革新腳步的應用芯片來說,芯片的種類將直接決定了采用的制程工藝,由于大部分選擇了代工,SoC及更接近SoC的FPGA等將絕大部分以“半代”工藝出現(xiàn),而CPU依然在Intel的堅守下停留在“全代”工藝。當然,還有些許疑問等待未來證實:擁有CPU生產訂單的GF是否會同時兼顧全代和半代兩個陣營,還是將AMD的CPU推進到半代工藝;Intel重兵出擊的SoC產品,比如Atom處理器等低功耗芯片,是繼續(xù)堅持Intel的全代工藝還是轉向更主流的SoC半代工藝。

  32nm的硝煙剛剛開始,22nm工藝的路線圖也日漸清晰。舊金山秋季IDF 2009上,Intel總裁兼CEO Paul Otellini就展示了世界上第一塊基于22nm工藝的晶圓,并宣布將于2011年下半年發(fā)布相應的處理器產品,開發(fā)代號Ivy Bridge。展示的測試晶圓采用22nm工藝結合第三代高K金屬柵極(HK+MG)晶體管技術、193nm波長光刻設備制造而成,其上既有SRAM單元也有邏輯電路,并且切割出來的芯片已經可以實際工作,將成為Intel未來22nm處理器的基礎。4月14日,TSMC蔣尚義博士談到TSMC20nm工藝將比22nm工藝擁有更優(yōu)異的柵密度以及芯片性價比,為先進技術芯片的設計人員提供了一個可靠、更具競爭優(yōu)勢的工藝平臺。此外,20nm工藝預計于2012年下半開始導入生產。TSMC20nm工藝系在平面電晶體結構工藝(planar process)的基礎上采用強化的高介電值/金屬閘()、創(chuàng)新的應變硅(strained silicon)與低電阻/超低介電值銅導線(low-resistance copper ultra-low-k interconnect)等技術。同時,在其他晶體管結構工藝方面,例如鰭式場效晶體管(FinFet)及高遷移率(high-mobility)元件,也展現(xiàn)了刷新記錄的可行性(feasibility)指標結果。從技術層面來看,由于已經具備了創(chuàng)新微影技術以及必要的布局設計能力,TSMC因此決定直接導入20nm工藝。



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