65nm和超越65nm的IC制造挑戰(zhàn)
65nm和超越65nm的IC制造挑戰(zhàn)
Manufacturing Challenges:65nm And Beyond
全球IC制造業(yè)在2004年取得輝煌業(yè)績,銷售總額達到2180億美元,提前完成了國際半導體技術發(fā)展路線圖（ITRS）的90nm節(jié)點進程,十多座300mm晶圓廠正在投產或共建,全球以Intel為首的十大IC供應商都在加緊研發(fā)65nm工藝,Intel、TI、三星、東芝、臺積電開始小批量生產65nm工藝的IC,謀求技術領先,搶占市場。根據2004的修正的ITRS最新技術進程可知,90nm節(jié)點正好在2004年完成了DRAM指標,65nm節(jié)點預定在2007年和45nm節(jié)點預定在2010年達到DRAM的生產水平,因為存儲器IC的制造工藝最成熟,而且單元電路相同,比較容易設計和測試。對于電路單元更復雜的邏輯IC和混合IC來說,65nm節(jié)點和45nm節(jié)點的完成時間要推后兩年,分別至2009年和2012年完成。
2004年修下的ITRS最新IC技術進程
年份
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
技術節(jié)點
hp90
hp65
hp45
DRAM半柵長
100
90
80
70
65
57
50
45
(hp , nm)
ITRS的IC技術進程曲線是與摩爾定律相符合的,如果注意到ITRS的hpxx節(jié)點數字,即可發(fā)現,hp(130)2、hp(90)2、hp(65)2、hp(45)2分別等于169、81、42、20,亦即后一節(jié)點的柵極面積是前一節(jié)點的1/2,正好縮小2倍,相應晶體管面積縮小4倍,摩爾定律預測IC的集成度每18個月增加1倍,而ITRS的IC技術進程的節(jié)點步進時間是3年,相當在36個月內實現集成度翻兩番。IC供應商為了技術領先,為了市場份額,越過90nm節(jié)點后,再繼續(xù)攀登65nm節(jié)點。根據權威人士的論證,摩爾定律在10年內仍然有效,但越來越逼近極限,換句話說難度大增,所需資本投入非常巨大,當前全球數以百計的IC供應商,具有實力沖擊45nm節(jié)點的只有十家左右,站在最前列的如Intel、TI、三星都感到負荷太重,風險很高。
今年3月初在美國召開的Globalpress Srmmit 2005為此安排了6個有關半導體最熱門的專題座談會,其中“65nm和超越65nm的IC制造挑戰(zhàn)”專題引起與會代表的關注,座談會的重要發(fā)言內容請閱讀下文。
65nm鋪平道路勝券在握
座談會主持人：EETimes EMP傳媒公司資深編輯,半導體資料部負責人Ron Wilson
座談會小組成員：
Mark Pinto,Applied Materials 公司新業(yè)務和新產品部副總裁和首席技術官
Ted Vucurevich,CadenceDesign Systems 公司首席技術官
John Martin, Chartered Semiconductor公司戰(zhàn)略聯盟和合作伙伴部副總裁
Fumitomo Matsuoka,東芝公司片上系統(tǒng)部高級部門經理
Daniel Gitlin,Xilinx公司技術開發(fā)部高級總監(jiān)
Ron Wilson的主旨發(fā)言如下。
到了IC技術節(jié)點65nm以下時,半導體幾何尺寸的縮小正面臨各種基本重要因素的限制。解決這些限制方法對半導體業(yè)提出非常困難的挑戰(zhàn)。許多創(chuàng)新的設想不斷涌現和開發(fā),以便解決引入許多新材料后所遇到的路障和差距,從傳統(tǒng)的平面晶體管器件結構轉變成多柵極器件結構。引入新材料和建議的器件結構變化需要大量資源和時間。為了滿足這些前所未有的創(chuàng)新能夠在較短時間和較少投資下完成,通過合作方式來研發(fā)和制訂CMOS制程標準是既可取又必要的辦法。在歷史上,半導體業(yè)一直不接受制程的商品化,形成各種各樣的性能優(yōu)化或低功耗的
