“芯”路歷程 45nm時代還能維持多久？

　　22nm工藝到底有多難?

　　在32nm工藝沒有完全勝任的時候，不少重點(diǎn)芯片廠商已經(jīng)開始瞄向22nm工藝技術(shù)，不管32nm工藝是否能完全勝任各種需求，但是確定的是22nm工藝技術(shù)的提出讓不少企業(yè)看到了希望，它的出現(xiàn)必定取代45nm工藝技術(shù)，迎接新的技術(shù)發(fā)展。不過話又說回來，22nm工藝技術(shù)的提出也遵循了芯片技術(shù)發(fā)展規(guī)律，但是22nm工藝技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)似乎不少，SemiconductorInsights分析師XuChang、VuHo、RameshKuchibhatla與DonScansen所列出的15大22納米制程節(jié)點(diǎn)技術(shù)挑戰(zhàn)：

　　1.成本與負(fù)擔(dān)能力

　　IC生產(chǎn)所需的研發(fā)、制程技術(shù)、可制造性設(shè)計(jì)(DFM)等部分的成本不斷提升，而最大的問題就是邁入22納米節(jié)點(diǎn)之后，量產(chǎn)規(guī)模是否能達(dá)到經(jīng)濟(jì)平衡?

　　2.微縮(Scaling)

　　制程微縮已經(jīng)接近極限，所以下一步是否該改變電路(channel)材料?迄今為止，大多數(shù)的研究都是電路以外的題材，也讓這個問題變得純粹。鍺(germanium)是不少人看好的電路材料，具備能因應(yīng)所需能隙(bandgap)的大量潛力。

　　3.微影技術(shù)

　　新一代的技術(shù)包括超紫外光(extremeultraviolet，EUV)與無光罩電子束微影(masklesselectron-beamlithography)等，都還無法量產(chǎn)。不過193納米浸潤式微影技術(shù)將在雙圖案(doublepatterning)微影的協(xié)助下，延伸至22納米制程。

　　4.晶體管架構(gòu)

　　平面組件(Planardevices)很可能延伸至22納米節(jié)點(diǎn);不過多閘極MOSFET例如英特爾(Intel)的三閘晶體管(tri-gatetransistor)，以及IBM的FinFET，則面臨寄生電容、電阻等挑戰(zhàn)。

　　5.塊狀硅(Bulksilicon)或絕緣上覆硅(SOI)

　　在22納米制程用塊狀硅還是SOI好?目前還不清楚，也許兩種都可以。

　　6.高介電常數(shù)/金屬閘極

　　取代性的閘極整合方案，將因較狹窄的閘極長度而面臨挑戰(zhàn);為縮減等效氧化層厚度