摩爾定律邁入“后CMOS”時(shí)代

　　在英特爾(Intel)負責晶圓廠(chǎng)業(yè)務(wù)的最高長(cháng)官表示，摩爾定律(Moore’s Law)有很長(cháng)的壽命，但如果采用純粹的CMOS制程技術(shù)就可能不是如此。

　　“如果我們能專(zhuān)注于降低每電晶體成本，摩爾定律的經(jīng)濟學(xué)是合理的;”英特爾技術(shù)與制造事業(yè)群(technology and manufacturing group)總經(jīng)理William Holt，在近日于美國舊金山舉行的年度固態(tài)電路會(huì )議(ISSCC)上對近3,000名與會(huì )者表示：“而超越CMOS，我們將看到所有東西的改變，甚至可 能是電腦的架構?！?/p>

　　Holt婉拒分享他所說(shuō)的“豐富多樣化”后CMOS (post-CMOS)技術(shù)，會(huì )有哪些獲得晶片制造商采用、或是何時(shí)采用;那些新技術(shù)包括自旋穿隧場(chǎng)效電晶體(span tunneling FET)、鐵電FET、自旋電子、新一代三五族材料…等等。但他聲明這些新技術(shù)不會(huì )出現在英特爾正在制作處理器圓形的10奈米制程。

　　在一般情況下，工程師們會(huì )盡可能延展CMOS技術(shù)的壽命;Holt表示，長(cháng)期來(lái)看，晶片制造會(huì )是不同技術(shù)與傳統CMOS的混合：“我們將看到混合的操作模式…(晶圓的)某些部份采用CMOS技術(shù)，相同晶圓上的新元件則為不同的優(yōu)勢最佳化?！?/p>

　　他 對于將照亮接下來(lái)十年半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑、顯然還需要龐大研究工作的技術(shù)提供正面看法：“我不能告訴你在那些(后CMOS)技術(shù)中，哪個(gè)排第一或是最棒， 但是我們看到其中豐富的可能性…將在接下來(lái)幾年提供大量的機會(huì )，讓我們在打造零件所需的技術(shù)上取得重大進(jìn)展;而挑戰在于厘清如何實(shí)現它們?！?/p>

　　到目前為止還有個(gè)大挑戰，是所有的后CMOS替代技術(shù)都有助于降低功耗，這是一個(gè)首要考量，但它們的執行速度顯然比起CMOS電路緩慢得多;Holt拿這個(gè)問(wèn)題與一個(gè)世代以前工程師為了因應當時(shí)緊迫的功率需求、從雙極架構轉為新的復雜CMOS的狀況比較。

　　很多種類(lèi)的后CMOS技術(shù)都能降低功耗，但也導致延遲

　　Holt表示，產(chǎn)業(yè)界需要專(zhuān)注于降低功耗與降低每個(gè)電晶體的成本;他重申英特爾已將22奈米與14奈米制程節點(diǎn)電晶體成本降低30%、稍?xún)?yōu)于業(yè)界水準的聲明，不過(guò)開(kāi)發(fā)最近幾個(gè)新制程節點(diǎn)的成本增加幅度，由傳統的10%增加到了30%。

　　他指出：“現在預測7奈米節點(diǎn)的細節還太早，但我們可以說(shuō)，我們在7奈米節點(diǎn)的每電晶體成本降低幅度，在歷史線(xiàn)的范圍內可能會(huì )更多──我們看到了一些降低成本的可行途徑?！?/p>

　　在專(zhuān)題演說(shuō)之后，Holt澄清，對英特爾7奈米節點(diǎn)的預測，目前落到延續自傳統電晶體成本下降趨勢、到英特爾在22奈米與14奈米節點(diǎn)收獲的些微改善之間的范圍內：“不確定因素還很多，所以我們不知道我們會(huì )落在哪個(gè)點(diǎn)上?！?/p>

　　英特爾一直都沒(méi)有放棄希望，認為可能在7奈米制程量產(chǎn)開(kāi)始后的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始采用超紫外光(EUV)微影技術(shù);EUV可能對7奈米制程的成本帶來(lái)顯著(zhù)的影響，降低對多重圖形(multi-patterning)的需求。

　　此外Holt還指出英特爾10奈米制程將支援5個(gè)等級的電壓閾值，在既定節點(diǎn)內的最佳化點(diǎn)(optimization points)之多樣化，可能會(huì )隨著(zhù)后CMOS技術(shù)的加入而提升。

　　Holt表示，英特爾的10奈米制程將支援五種電壓閾值，提供更多功率選項遲