半导体技术出乎意料的五个事件

本周举行的ARM技术大会上，IBM半导体研究与发展中心副总裁Gary Patton做了一场内容丰富、信息量很大的主题演讲。演讲题为“20纳米及未来的半导体技术创新”。Patton谈到了光刻、材料和未来设备的现状。下面是演讲中让笔者吃惊的地方：

1. EUV还没有准备好

    很多一线芯片厂商已经由193nm“干”蚀刻法转为45纳米制程的193nm浸润蚀刻。英特尔公司是例外，这家芯片巨头转向32nm浸润蚀刻。芯片未来很可能在28nm和22nm节点采用双模技术实现193nm浸润蚀刻。

    15/14nm节点，行业将会倚赖EUV光刻——13nm波长的软性X射线技术。

    Patton在演讲中表示，“EUV本来寄望于14nm或11nm节点，15/14nm的时候如果技术就绪，EUV也将很有优势。”

    在简短的采访中，Patton说EUV尚未成熟。这不是什么新闻。多年来，EUV由于光源、掩模、检查工具的问题而延迟。

    让人吃惊的地方在于，到现在至少也该有些关于EUV现状的模糊概念了。时间不等人。三星电子希望在2012年将EUV用于存储芯片的生产。EUV设备的生产商ASML正努力在此时限之前推出自己的第一批产品。很多人都不认为ASML能够按期交货，这意味着三星等公司暂时还将继续使用普通光刻。

2.计算光刻(computational lithography)

    计算光刻已受到了极大关注，但该技术曾经被认为只不过是科研项目，新闻报道也多于实际的应用。

    现在为了将光刻延伸到22和20nm以下，IBM、Intel甚至EDA厂商都开始重视计算光刻技术了。每家厂商对该技术都有不同的叫法，在市场上也引起了一些混乱。

    Patton表示，无论如何，22和20nm节点，芯片厂商可能不得不求助于包括整合式显影光源优化(SMO)、像素化掩模、定制透镜在内的计算光刻技术。

3. 高-K金属栅暂无进展

    2007年11月，IBM与英特尔分别公布了自己用于gate stack的高-K/金属栅极技术。今天，英特尔将两代高-K投入生产。与之相反的是，业界还在等待IBM及其合作伙伴推出基于高-K的芯片。

    IBM合作伙伴之一的三星现在宣布目前采用高-K介质的32纳米工艺制程正在酝酿。三星官方否认了面临困难的传言，表示高-K技术工作的“很好”。

    IBM的另一家合作伙伴AMD公司在2011年上半年之前不会推出基于高-K的芯片。传言说AMD推出高-K技术芯片的时间延后到2011年下半年。这里有点不协调，在演讲中，Patton将高-k/金属栅极技术是堆栈门的启动者，但却没有提供这种技术的研究进度。

4. 一个时代的终结？

    业界早已明确，需要一个新的突破来延长CMOS时代。Patton相信相信14nm制程需要一种新的设备结构(不同于今天的平面结构)才能让CMOS焕发活力。

    像以前一样，业内有多个参与者却没有领导者。，FinFETs和下一代设备等诸多可能性中，以及IBM在演讲中提到的SOI和超薄SOI，已经丧失活力。FinFET生产过程复杂，新的SOI设备也面临挑战。

5. 没被提及的450-mm

    Patton在演讲中没有提到450-mm。但竞争对手英特尔近期已经宣布建立一家新晶圆厂，该厂已为450-mm做好准备。很显然，业界现阶段没准备要转向450-mm，但英特尔正在不断地助推转向步幅。

    IBM的一些合作伙伴也加入了进来。转向450-mm需要承担很多研发费用与风险。如果加工设备生产商愿意设计450-mm设备，英特尔就必须承担修补瑕疵的痛苦工作。所以，让英特尔来承担风险吧。

    另一方面，IBM和自己的合作伙伴——GlobalFoundries与三星都不希望被甩开太远。三星就在努力向450-mm前进。像英特尔一样，三星也想要450-mm。而GlobalFoundries的热情就非常有限了。