半導體工藝微細化遇阻

　　英特爾在22nm工藝中導入三維晶體管，其他公司從15mm工藝開始導入

　　2011年，半導體工藝相關的最大話題就是三維晶體管的實用化。英特爾公司2011年5月宣布將采用三維晶體管。該公司的三維晶體管“Tri-Gate”的構造與Fin FET相近，在通道兩側和上部三個方向設置了柵極電極。將用于2011年底開始量產的22nm微處理器。

　　而TSMC和GLOBALFOUNDRIES等很多業(yè)內企業(yè)均表示將從2014年前后開始量產的15nm工藝開始導入三維晶體管。關于這種差異，TSMC表示，“根據我們的研究結果，20nm以前利用平面構造就能充分發(fā)揮性能”。另外TSMC還承認，如果導入三維晶體管，在設計支持方面會產生巨大負擔。22/20nm工藝利用平面構造和三維構造均能實現所需的性能，英特爾公司由于是制造自公司的芯片，設計支持負荷較輕，而TSMC和GLOBALFOUNDRIES是承包其他公司的芯片制造，設計支持比較重要。極有可能是這種業(yè)務形態(tài)的差異使得三維晶體管的導入時間不一致的。

　　另外，將來不僅是晶體管構造，其組成也會大幅發(fā)生變化。為提高晶體管的性能，正考慮將長期以來一直使用的硅(Si)換成鍺(Ge)及III-IV族材料。通過推進這種改良，晶體管技術有望微細化至8nm。

　　TSMC宣布建設450mm晶圓量產線

　　TSMC公司于2011年1月27日宣布了建設450mm晶圓量產線的計劃。首先，2013～2014年將建設面向20nm工藝的試產線(Pilot Line)。將在臺灣新竹“Fab12”的Phase6導入支持450mm晶圓的生產設備。計劃2015～2016年建設量產線，將在臺中“Fab15”的Phase5導入相應生產設備。

　　450mm晶圓相關技術正作為重點項目由業(yè)內聯盟推進開發(fā)。作為其中一環(huán)，英特爾、美國IBM、GLOBALFOUNDRIES、TSMC以及韓國三星電子五家公司針對450mm晶圓實施了聯合項目。五家公司將統一步調，加速從現有的300mm晶圓向新一代450mm晶圓過渡。

　　不過，450mm晶圓相關技術的開發(fā)在2011年迎來了所謂的“青黃不接時期”。這是因為，在大口徑化技術開發(fā)初期階段所需的晶圓和搬運系統的開發(fā)，以及與其相關的工廠自動化的標準化取得發(fā)展的同時，工藝裝置的開發(fā)及初見成效的時間是在今后。

　　因此，在2011年底舉行的“Semicon Japan 2011”上基本沒看到450mm晶圓相關的新展示。當然，450mm晶圓相關的展示有很多。還展示了450mm晶圓用搬運系統、搬運機器人、晶圓夾頭、晶圓加熱器以及支持450mm晶圓的濺射靶。不過，據說這些全部是2010年展示過的產品。