移動(dòng)處理器工藝制程挑戰技術(shù)極限 FinFET成主流

　　隨著(zhù)半導體工藝技術(shù)的進(jìn)步與智能手機對極致效能的需求加劇，移動(dòng)處理器的工藝制程正在邁向新的高度。目前，全球領(lǐng)先的晶圓代工廠(chǎng)商已經(jīng)將工藝制程邁向10納米FinFET工藝，16/14納米節點(diǎn)的SoC也已實(shí)現量產(chǎn)，那么半導體技術(shù)節點(diǎn)以摩爾定律的速度高速發(fā)展至今，移動(dòng)處理器的工藝制程向前演進(jìn)又存在哪些挑戰?同時(shí)，進(jìn)入20納米技術(shù)節點(diǎn)之后傳統的CMOS工藝式微，這將給FinFET與FD-SOI工藝在技術(shù)與應用上帶來(lái)怎樣的發(fā)展變革?

　　  5納米節點(diǎn)是目前技術(shù)極限 摩爾定律被修正意義仍在

　　  全球半導體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了50年的快速發(fā)展，其主要驅動(dòng)力與應用市場(chǎng)已從PC轉向智能手機，如今在等待新的殺手級終端應用出現的同時(shí)，智能手機依舊是推動(dòng)其技術(shù)演進(jìn)的重要驅動(dòng)。

　　  展訊通信營(yíng)運副總裁陳慶安在接受《華強電子》采訪(fǎng)時(shí)稱(chēng)，早在2000年初，整個(gè)半導體產(chǎn)業(yè)的驅動(dòng)力來(lái)自于PC產(chǎn)業(yè)，以GPU為首，但在接下來(lái)的十幾年中業(yè)界已經(jīng)發(fā)生一個(gè)重大的變革，半導體產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步已經(jīng)由GPU驅動(dòng)的模式轉向了手機驅動(dòng)的模式。

　　  由于手機市場(chǎng)的快速發(fā)展，用戶(hù)對手機性能規格的要求也在不斷地提高，而要做到這一點(diǎn)必須要保持半導體工藝制程的進(jìn)步。“如今的手機處理器的運算能力幾乎就是一臺微型PC，按照摩爾定律，芯片上集成的晶體管越來(lái)越小，越來(lái)越多，成本不斷下降，而運算能力則不斷提升，使得移動(dòng)處理器可以做更多的應用。”陳慶安表示，不管是今天的智能機還是未來(lái)的虛擬現實(shí)，都是半導體工藝進(jìn)步帶來(lái)的結果，這也就是為什么智能手機產(chǎn)業(yè)會(huì )成為如今半導體發(fā)展驅動(dòng)的龍頭。

　　  聯(lián)芯科技有限公司副總裁成飛在接受本刊記者采訪(fǎng)時(shí)表示，計算能力、功耗控制、成本、供應量等都是智能手機處理器不斷進(jìn)行技術(shù)節點(diǎn)演進(jìn)的動(dòng)力，每一代SP處理器因用戶(hù)的需求而尋求更高效的解決方案，包括通信架構、基帶算法、外設接口、存儲架構、目標成本等需求又倒逼半導體工藝的進(jìn)步，來(lái)實(shí)現并超越摩爾定律下用戶(hù)的預期，以超額利潤消除巨大的成本壓力，進(jìn)而不斷循環(huán)，形成增量，加速的半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢。

　　  “SP處理器問(wèn)世以來(lái)，半導體工藝更新速度明顯加速，這在以往的發(fā)展歷史上是前所未有的，以智能手機作為硬件平臺的處理器工藝，演進(jìn)速度已接近技術(shù)極限。”成飛進(jìn)一步表示，為應用和軟件提供了廣闊可靠而價(jià)格低廉的產(chǎn)品應用環(huán)境，新的應用模式和產(chǎn)品定義將帶動(dòng)半導體產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步健康發(fā)展。

　　  隨著(zhù)演進(jìn)速度已接近技術(shù)極限，摩爾定律對半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推斷正在被打破，以智能手機為核心驅動(dòng)的移動(dòng)處理器已實(shí)現了14納米技術(shù)節點(diǎn)。陳慶安表示，實(shí)際上當前的半導體技術(shù)節點(diǎn)已經(jīng)做到了10納米，摩爾定律正在被打破，但還沒(méi)有被打破，仍在延續，而10納米也不是極限，7納米是目前我們看到的最先進(jìn)工藝。

　　  資深半導體產(chǎn)業(yè)專(zhuān)家莫大康教授認為，對于半導體產(chǎn)業(yè)日趨成熟的重要標志是，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的經(jīng)典——摩爾定律已經(jīng)正式被修正，由之前的每?jì)赡昵斑M(jìn)一個(gè)技術(shù)節點(diǎn)，改為如今的2.5年或3年。

　　  成飛對此表示認同，并稱(chēng)，摩爾定律仍有指導意義，從手機處理器的發(fā)展來(lái)看，10納米、7納米均已進(jìn)入驗證階段，未來(lái)技術(shù)極限應低于7納米。

　　  聯(lián)發(fā)科副總經(jīng)理、CTO周漁君在接受本刊記者采訪(fǎng)時(shí)表示，過(guò)去業(yè)界認為20納米是物理極限，隨著(zhù)半導體技術(shù)的進(jìn)一步突破，未來(lái)將會(huì )往更小的方向發(fā)展，目前看到的物理極限是5納米節點(diǎn)，而在當前的10納米節點(diǎn)上，聯(lián)發(fā)科會(huì )走在前沿，將在今年年底發(fā)布采用FinFET工藝10核10納米的X30移動(dòng)處理器。

　　  莫大康教授告訴記者，許多頂級IDM大廠(chǎng)紛紛在28納米制程開(kāi)始停止跟蹤摩爾定律，轉而擁抱代工，導致全球代工業(yè)的表現一枝獨秀。這也是目前三星、臺積電等代工廠(chǎng)商大者恒大的原因，而摩爾定律的指導意義仍在。

　　  事實(shí)上，對于半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及摩爾定律所引導的物理極限，目前很難去界定半導體技術(shù)發(fā)展的極限節點(diǎn)到底是多少。陳慶安告訴記者，無(wú)論是7納米，還是未來(lái)的3納米節點(diǎn)，距離技術(shù)極限仍會(huì )有一段距離，所謂的技術(shù)極限要看如何定義它。從摩爾定律的角度來(lái)看，技術(shù)發(fā)展的極限不僅僅是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，更多的是一個(gè)經(jīng)濟問(wèn)題。無(wú)論是7納米，還是未來(lái)的3納米，在技術(shù)上都可以實(shí)現，但最終它是不是能夠符合客戶(hù)和用戶(hù)的需求，這就是影響了該技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵。所以，半導體技術(shù)的發(fā)展極限目前并不明確，但我們不能夠低估這個(gè)產(chǎn)業(yè)的能力，幾十年來(lái)，很多人認為摩爾定律走不下去，但實(shí)際上它延續至今，原因在于現有的很多廠(chǎng)商會(huì )不斷去在技術(shù)的發(fā)展上進(jìn)行改良，超越原本的一些極限。所以我們不能低估產(chǎn)業(yè)的創(chuàng )新能力，即使摩爾定律不能走下去，這不代表它沒(méi)有辦法繼續創(chuàng )新，比如現在有人提出了More than Moore理念，采取將幾個(gè)硅片同時(shí)放在一個(gè)芯片去達成摩爾定律沒(méi)有辦法實(shí)現的一些突破，所以說(shuō)，對整個(gè)半導體產(chǎn)業(yè)來(lái)講，還是會(huì )持續有創(chuàng )新來(lái)推動(dòng)行業(yè)向前發(fā)展。