摩爾定律邁入“后CMOS”時代

　　在英特爾(Intel)負(fù)責(zé)晶圓廠業(yè)務(wù)的最高長官表示，摩爾定律(Moore’s Law)有很長的壽命，但如果采用純粹的CMOS制程技術(shù)就可能不是如此。

　　“如果我們能專注于降低每電晶體成本，摩爾定律的經(jīng)濟學(xué)是合理的;”英特爾技術(shù)與制造事業(yè)群(technology and manufacturing group)總經(jīng)理William Holt，在近日于美國舊金山舉行的年度固態(tài)電路會議(ISSCC)上對近3,000名與會者表示：“而超越CMOS，我們將看到所有東西的改變，甚至可 能是電腦的架構(gòu)?！?/p>

　　Holt婉拒分享他所說的“豐富多樣化”后CMOS (post-CMOS)技術(shù)，會有哪些獲得晶片制造商采用、或是何時采用;那些新技術(shù)包括自旋穿隧場效電晶體(span tunneling FET)、鐵電FET、自旋電子、新一代三五族材料…等等。但他聲明這些新技術(shù)不會出現(xiàn)在英特爾正在制作處理器圓形的10奈米制程。

　　在一般情況下，工程師們會盡可能延展CMOS技術(shù)的壽命;Holt表示，長期來看，晶片制造會是不同技術(shù)與傳統(tǒng)CMOS的混合：“我們將看到混合的操作模式…(晶圓的)某些部份采用CMOS技術(shù)，相同晶圓上的新元件則為不同的優(yōu)勢最佳化。”

　　他 對于將照亮接下來十年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑、顯然還需要龐大研究工作的技術(shù)提供正面看法：“我不能告訴你在那些(后CMOS)技術(shù)中，哪個排第一或是最棒， 但是我們看到其中豐富的可能性…將在接下來幾年提供大量的機會，讓我們在打造零件所需的技術(shù)上取得重大進展;而挑戰(zhàn)在于厘清如何實現(xiàn)它們?！?/p>

　　到目前為止還有個大挑戰(zhàn)，是所有的后CMOS替代技術(shù)都有助于降低功耗，這是一個首要考量，但它們的執(zhí)行速度顯然比起CMOS電路緩慢得多;Holt拿這個問題與一個世代以前工程師為了因應(yīng)當(dāng)時緊迫的功率需求、從雙極架構(gòu)轉(zhuǎn)為新的復(fù)雜CMOS的狀況比較。

　　很多種類的后CMOS技術(shù)都能降低功耗，但也導(dǎo)致延遲

　　Holt表示，產(chǎn)業(yè)界需要專注于降低功耗與降低每個電晶體的成本;他重申英特爾已將22奈米與14奈米制程節(jié)點電晶體成本降低30%、稍優(yōu)于業(yè)界水準(zhǔn)的聲明，不過開發(fā)最近幾個新制程節(jié)點的成本增加幅度，由傳統(tǒng)的10%增加到了30%。

　　他指出：“現(xiàn)在預(yù)測7奈米節(jié)點的細(xì)節(jié)還太早，但我們可以說，我們在7奈米節(jié)點的每電晶體成本降低幅度，在歷史線的范圍內(nèi)可能會更多──我們看到了一些降低成本的可行途徑?！?/p>

　　在專題演說之后，Holt澄清，對英特爾7奈米節(jié)點的預(yù)測，目前落到延續(xù)自傳統(tǒng)電晶體成本下降趨勢、到英特爾在22奈米與14奈米節(jié)點收獲的些微改善之間的范圍內(nèi)：“不確定因素還很多，所以我們不知道我們會落在哪個點上?！?/p>

　　英特爾一直都沒有放棄希望，認(rèn)為可能在7奈米制程量產(chǎn)開始后的某個時間點開始采用超紫外光(EUV)微影技術(shù);EUV可能對7奈米制程的成本帶來顯著的影響，降低對多重圖形(multi-patterning)的需求。

　　此外Holt還指出英特爾10奈米制程將支援5個等級的電壓閾值，在既定節(jié)點內(nèi)的最佳化點(optimization points)之多樣化，可能會隨著后CMOS技術(shù)的加入而提升。

　　Holt表示，英特爾的10奈米制程將支援五種電壓閾值，提供更多功率選項遲