今天就由电子展小编将为你解读更多行业新趋势。
2007年进行的微缩调查
2006年左右,逻辑器件半导体的微缩正在从65nm向45nm发展。但是,当时先进的曝光设备ArF(现在称为ArF干法)已经达到了分辨率上限,而作为下一代曝光设备的候补的EUV问题堆积如山,甚至连R&D设备都不存在。因此,“半导体的微缩不是已经结束了吗?”这样的气氛在半导体业界飘浮着。
当时还是同志社大学经营学老师的笔者说:“半导体的微缩什么时候停止?”受此委托研究的影响,2007年7~9月(整整2个月)环游世界,访问了尖端半导体制造商、制造设备和材料制造商、美国的财团SEMATECH和欧洲imec,对与微缩相关的关键人物进行了调查。
当时询问的时候,我们把逻辑器件和内存分开来看。问题包括例如你觉得半间距(hp)以几nm的界限会是什么”。回顾当时,细微的金属布线(M1)的间距与技术节点大致成比例关系,所以上述问题是“M1的hp界限是多少nm?”。
另外,关于存储器,NAND型闪存持续进行二维微缩,其水平比DRAM先进,所以询问的是“您认为NAND闪存的微配线M1的hp是几nm?”这样的问题。图3展示出了这样进行的调查结果。A、B…、Z表示了回答笔者提问的技术人员的序列号(时间上按A→B→…、Z的顺序进行了调查)。
微缩的上限被轻易打破
从结果来看,当时有不少技术人员认为逻辑器件上hp为45nm的时候是上限,而内存则在hp为32nm的时候是上限。这种微缩的界限是通过延长ArF干法的ArF浸液和SADP(Self-Arigined Double Patterning、)等技术简单地被打破的。即使当时有相当多的技术人员认为“像浸液一样复杂的曝光设备无法启动”、“即使SADP微缩了也不会提高成品率”。
值得一提的是,在访问TSMC以调查的时候,笔者联系了TSMC的朋友,让他们聚集了5~6个主管级别的人。笔者在台湾新竹的TSMC会议室,将之前的听取调查结果(A至X)投射到幻灯片上。
当时聚集在一起的TSMC相关人员全体大笑起来。而且,“你在说什么呢,hp45nm和hp32nm是上限之类的蠢话?我们已经开发了22nm了?”。其中的2人也回答了我提的问题,他们给出的答案分别是hp16nm和hp10nm。
我认为TSMC从2018年开始量产的7nm的M1在hp18nm左右,2020年量产的先进5nm的M1在hp16nm附近。因此,台积电当时的上限说法在2020年被打破。至于剩下的hp10nm,我认为在TSMC的3nm,未来的2nm上接近其界限,如果再实现下一个1.5nm~1nm的话,这个上限就会被打破。
关于EUV的调查
从“微缩上限的hp是多少nm”的调查中可以看出,2007年的时候正在开发很困难的EUV,笔者对A~Z的相关人员说:“EUV的量产机是不是不能实现呢?”
光刻相关人员大概是因为对EUV开发的困难非常了解,才会觉得“无法实现量产机”。然而,除了光刻以外的相关人员却从一开始就不相信光刻专家,认为“光刻专家总是说做不到而闹得不可开交”。
并且从结果来看,2019年TSMC在7nm+的时候大量应用EUV光刻机,2020年布线也适用EUV的5nm上升了。因此,证明了光刻专家说的话不正确。也就是说,不要相信光刻专家“做不到”比较好。
这样,在半导体业界历史上,微缩的上限说总是被打破,虽然步伐虽然慢下来,但是没有停止。那么,今后的前景如何呢?
关于微缩,从2001年国际半导体技术发展路线图(International Technology Roadmap for Semiconductors、ITRS)可以看到。如果按照这个路线图继续前进,走在尖端的是量产PC用处理器的美国Intel,所以这个路线图又被称为“Intel Technology Roadmap for Semiconductor”(Intel的路线图)。
然而,在Intel 的10nm于2016年失败时以后,ITRS也在当年结束,之后被International Roadmap for Devices and Systems(IRDS)继承,但是已经没有人再说这是“Intel的路线图”了。并且,代替Intel跃居到微缩前端的是TSMC,半导体的路线图比起IRDS,感觉欧洲财团imec发表的东西更接近现实。
以上便是电子展小编为大家整理的相关内容,如果大家对这方面比较感兴趣,可以到电子展参观交流。展会将汇聚全球前端的1200个电子领域企业及品牌参展,覆盖PCBA制程、智能工厂、汽车电子相关的设备新品及技术解决方案。预计70,000名来自工业控制、汽车电子、通信通讯、新能源、智慧城市、医疗电子领域的亚洲电子制造集群企业的采购决策人将莅临展会落实采购计划、行业考察和技术交流。2021年10月20-22日,深圳电子展将于深圳国际会展中心(宝安新馆)隆重开幕,诚邀您莅临参观,为您解读更多行业发展新趋势。
来源:半导体行业观察