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[導(dǎo)讀]摩爾定律能否持續(xù)走下去,主要關(guān)鍵在于微影技術(shù)難度愈來(lái)愈高。目前包括英特爾、臺(tái)積電、三星等大廠,主要采用多重曝光(multi-patterning)的浸潤(rùn)式微影(immersionlithography)技術(shù),但當(dāng)制程技術(shù)走到10奈米世代時(shí),高密度的邏輯IC需要進(jìn)行至少4次的曝光制程,制造成本自然大幅拉高。

英特爾在14奈米及10奈米制程推進(jìn)出現(xiàn)延遲,已影響到處理器推出時(shí)程,也讓業(yè)界及市場(chǎng)質(zhì)疑:摩爾定律是否已達(dá)極限?不過(guò),英特爾仍積極尋求在7奈米時(shí)代重回摩爾定律的方法,其中兩大武器,分別是被視為重大微影技術(shù)世代交替的極紫外光(EUV),以及開(kāi)始采用包括砷化銦鎵(InGaAs)及磷化銦(InP)等三五族半導(dǎo)體材料。

摩爾定律能否持續(xù)走下去,主要關(guān)鍵在于微影技術(shù)難度愈來(lái)愈高。目前包括英特爾、臺(tái)積電、三星等大廠,主要采用多重曝光(multi-patterning)的浸潤(rùn)式微影(immersionlithography)技術(shù),但當(dāng)制程技術(shù)走到10奈米世代時(shí),高密度的邏輯IC需要進(jìn)行至少4次的曝光制程,制造成本自然大幅拉高。

為了解決微影曝光制程的成本問(wèn)題,半導(dǎo)體大廠近幾年已著手進(jìn)行EUV微影技術(shù)的研發(fā),近一年來(lái),EUV技術(shù)雖然有明顯突破,但在量產(chǎn)上仍未達(dá)到該有的經(jīng)濟(jì)規(guī)模。不過(guò),根據(jù)EUV設(shè)備大廠艾司摩爾(ASML)的說(shuō)明,今年若能將每日曝光晶圓產(chǎn)能提高到超過(guò)1,500片,將有助于業(yè)界開(kāi)始采用EUV技術(shù)。

英特爾已規(guī)劃在7奈米制程開(kāi)始采用EUV技術(shù),若是可以達(dá)到量產(chǎn)經(jīng)濟(jì)規(guī)模,則英特爾可望在7奈米世代重新回到摩爾定律的循環(huán)。至于臺(tái)積電部份,已計(jì)畫(huà)在7奈米開(kāi)始進(jìn)行試產(chǎn),若一切順利,將可在5奈米世代開(kāi)始導(dǎo)入EUV技術(shù)。不論英特爾或臺(tái)積電,EUV量產(chǎn)的時(shí)間點(diǎn)約落在2020年左右。

半導(dǎo)體材料也是延續(xù)摩爾定律的重要改變。英特爾已開(kāi)始試著采用包括砷化銦鎵(InGaAs)及磷化銦(InP)等三五族半導(dǎo)體材料,希望能夠在7奈米之后進(jìn)行材料上的改變,只要能重回摩爾定律的循環(huán),英特爾的處理器發(fā)展策略就可回到二年循環(huán)的軌道。

臺(tái)積電16奈米開(kāi)始采用鰭式場(chǎng)效電晶體(FinFET)制程,而10奈米及7奈米世將延續(xù)采用FinFET技術(shù),而到5奈米之后,也已計(jì)劃更改半導(dǎo)體材料。據(jù)了解,臺(tái)積電很有可能會(huì)在5奈米世代采用InGaAs的三五族半導(dǎo)體材料,來(lái)維持摩爾定律的有效性。

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