移動(dòng)處理器工藝制程挑戰(zhàn)技術(shù)極限 FinFET成主流

　　隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的進(jìn)步與智能手機(jī)對(duì)極致效能的需求加劇，移動(dòng)處理器的工藝制程正在邁向新的高度。目前，全球領(lǐng)先的晶圓代工廠商已經(jīng)將工藝制程邁向10納米FinFET工藝，16/14納米節(jié)點(diǎn)的SoC也已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，那么半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點(diǎn)以摩爾定律的速度高速發(fā)展至今，移動(dòng)處理器的工藝制程向前演進(jìn)又存在哪些挑戰(zhàn)?同時(shí)，進(jìn)入20納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)之后傳統(tǒng)的CMOS工藝式微，這將給FinFET與FD-SOI工藝在技術(shù)與應(yīng)用上帶來怎樣的發(fā)展變革?

　　  5納米節(jié)點(diǎn)是目前技術(shù)極限 摩爾定律被修正意義仍在

　　  全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了50年的快速發(fā)展，其主要驅(qū)動(dòng)力與應(yīng)用市場(chǎng)已從PC轉(zhuǎn)向智能手機(jī)，如今在等待新的殺手級(jí)終端應(yīng)用出現(xiàn)的同時(shí)，智能手機(jī)依舊是推動(dòng)其技術(shù)演進(jìn)的重要驅(qū)動(dòng)。

　　  展訊通信營運(yùn)副總裁陳慶安在接受《華強(qiáng)電子》采訪時(shí)稱，早在2000年初，整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的驅(qū)動(dòng)力來自于PC產(chǎn)業(yè)，以GPU為首，但在接下來的十幾年中業(yè)界已經(jīng)發(fā)生一個(gè)重大的變革，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步已經(jīng)由GPU驅(qū)動(dòng)的模式轉(zhuǎn)向了手機(jī)驅(qū)動(dòng)的模式。

　　  由于手機(jī)市場(chǎng)的快速發(fā)展，用戶對(duì)手機(jī)性能規(guī)格的要求也在不斷地提高，而要做到這一點(diǎn)必須要保持半導(dǎo)體工藝制程的進(jìn)步。“如今的手機(jī)處理器的運(yùn)算能力幾乎就是一臺(tái)微型PC，按照摩爾定律，芯片上集成的晶體管越來越小，越來越多，成本不斷下降，而運(yùn)算能力則不斷提升，使得移動(dòng)處理器可以做更多的應(yīng)用。”陳慶安表示，不管是今天的智能機(jī)還是未來的虛擬現(xiàn)實(shí)，都是半導(dǎo)體工藝進(jìn)步帶來的結(jié)果，這也就是為什么智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)會(huì)成為如今半導(dǎo)體發(fā)展驅(qū)動(dòng)的龍頭。

　　  聯(lián)芯科技有限公司副總裁成飛在接受本刊記者采訪時(shí)表示，計(jì)算能力、功耗控制、成本、供應(yīng)量等都是智能手機(jī)處理器不斷進(jìn)行技術(shù)節(jié)點(diǎn)演進(jìn)的動(dòng)力，每一代SP處理器因用戶的需求而尋求更高效的解決方案，包括通信架構(gòu)、基帶算法、外設(shè)接口、存儲(chǔ)架構(gòu)、目標(biāo)成本等需求又倒逼半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步，來實(shí)現(xiàn)并超越摩爾定律下用戶的預(yù)期，以超額利潤消除巨大的成本壓力，進(jìn)而不斷循環(huán)，形成增量，加速的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)。

　　  “SP處理器問世以來，半導(dǎo)體工藝更新速度明顯加速，這在以往的發(fā)展歷史上是前所未有的，以智能手機(jī)作為硬件平臺(tái)的處理器工藝，演進(jìn)速度已接近技術(shù)極限。”成飛進(jìn)一步表示，為應(yīng)用和軟件提供了廣闊可靠而價(jià)格低廉的產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境，新的應(yīng)用模式和產(chǎn)品定義將帶動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步健康發(fā)展。

　　  隨著演進(jìn)速度已接近技術(shù)極限，摩爾定律對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推斷正在被打破，以智能手機(jī)為核心驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)處理器已實(shí)現(xiàn)了14納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)。陳慶安表示，實(shí)際上當(dāng)前的半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)做到了10納米，摩爾定律正在被打破，但還沒有被打破，仍在延續(xù)，而10納米也不是極限，7納米是目前我們看到的最先進(jìn)工藝。

　　  資深半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)專家莫大康教授認(rèn)為，對(duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)日趨成熟的重要標(biāo)志是，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的經(jīng)典——摩爾定律已經(jīng)正式被修正，由之前的每?jī)赡昵斑M(jìn)一個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)，改為如今的2.5年或3年。

　　  成飛對(duì)此表示認(rèn)同，并稱，摩爾定律仍有指導(dǎo)意義，從手機(jī)處理器的發(fā)展來看，10納米、7納米均已進(jìn)入驗(yàn)證階段，未來技術(shù)極限應(yīng)低于7納米。

　　  聯(lián)發(fā)科副總經(jīng)理、CTO周漁君在接受本刊記者采訪時(shí)表示，過去業(yè)界認(rèn)為20納米是物理極限，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)一步突破，未來將會(huì)往更小的方向發(fā)展，目前看到的物理極限是5納米節(jié)點(diǎn)，而在當(dāng)前的10納米節(jié)點(diǎn)上，聯(lián)發(fā)科會(huì)走在前沿，將在今年年底發(fā)布采用FinFET工藝10核10納米的X30移動(dòng)處理器。

　　  莫大康教授告訴記者，許多頂級(jí)IDM大廠紛紛在28納米制程開始停止跟蹤摩爾定律，轉(zhuǎn)而擁抱代工，導(dǎo)致全球代工業(yè)的表現(xiàn)一枝獨(dú)秀。這也是目前三星、臺(tái)積電等代工廠商大者恒大的原因，而摩爾定律的指導(dǎo)意義仍在。

　　  事實(shí)上，對(duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及摩爾定律所引導(dǎo)的物理極限，目前很難去界定半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的極限節(jié)點(diǎn)到底是多少。陳慶安告訴記者，無論是7納米，還是未來的3納米節(jié)點(diǎn)，距離技術(shù)極限仍會(huì)有一段距離，所謂的技術(shù)極限要看如何定義它。從摩爾定律的角度來看，技術(shù)發(fā)展的極限不僅僅是一個(gè)技術(shù)問題，更多的是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題。無論是7納米，還是未來的3納米，在技術(shù)上都可以實(shí)現(xiàn)，但最終它是不是能夠符合客戶和用戶的需求，這就是影響了該技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵。所以，半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展極限目前并不明確，但我們不能夠低估這個(gè)產(chǎn)業(yè)的能力，幾十年來，很多人認(rèn)為摩爾定律走不下去，但實(shí)際上它延續(xù)至今，原因在于現(xiàn)有的很多廠商會(huì)不斷去在技術(shù)的發(fā)展上進(jìn)行改良，超越原本的一些極限。所以我們不能低估產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力，即使摩爾定律不能走下去，這不代表它沒有辦法繼續(xù)創(chuàng)新，比如現(xiàn)在有人提出了More than Moore理念，采取將幾個(gè)硅片同時(shí)放在一個(gè)芯片去達(dá)成摩爾定律沒有辦法實(shí)現(xiàn)的一些突破，所以說，對(duì)整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來講，還是會(huì)持續(xù)有創(chuàng)新來推動(dòng)行業(yè)向前發(fā)展。