近年來(lái)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,使得芯片工藝水平得到逐步提高。就現(xiàn)階段的芯片工藝技術(shù)來(lái)看,除了FinFIT技術(shù)外,芯片廠商正在紛紛加大投入,研發(fā)尖端工藝,以求擁有更多的市場(chǎng)主動(dòng)權(quán)。
一顆高性能在區(qū)區(qū)數(shù)百平方毫米的硅片上蝕刻數(shù)十億晶體管,晶體管間的間隔只有幾十納米,需要經(jīng)過(guò)幾百道不同工藝加工,而且全部都是基于精細(xì)化操作,制作上凝聚了全人類的智慧,是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的工藝、生產(chǎn)技術(shù)、尖端機(jī)械的集中體現(xiàn)。
1971年,Intel發(fā)布了第一個(gè)處理器4004,它采用10微米工藝生產(chǎn),僅包含2300多個(gè)晶體管;1995年起,芯片制造工藝從0.5μm、0.35μm、0.25μm、0.18μm、0.15μm、0.13μm,發(fā)展到90nm、65nm、45nm、32nm、22nm、16nm、14nm,再到目前最新的10nm。
從14nm到10nm,從10nm到7nm,還有所謂的5nm、3nm和2nm,芯片工藝的競(jìng)爭(zhēng)程度不斷升級(jí)。那么,芯片界的這場(chǎng)“戰(zhàn)爭(zhēng)”會(huì)結(jié)束嗎?芯片工藝的未來(lái)又在哪里呢?
近年來(lái)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,使得芯片工藝水平得到逐步提高,較小的工藝制程能夠在同樣大小的硅片上容納更多數(shù)量的芯片,可以增加芯片的運(yùn)算效率;也使得芯片更小。隨著芯片的制程工藝不斷發(fā)展,集成度不斷提高,電子產(chǎn)業(yè)得以高速發(fā)展,每年騰出0.3左右的成本空間。
現(xiàn)階段的芯片工藝技術(shù)方面,除了FinFIT技術(shù)外,三星、英特爾等芯片廠商紛紛投入到FD-SOI(全耗盡絕緣體硅)工藝、硅光子技術(shù)、3D堆疊技術(shù)等的研究中,以求突破FinFET的制造極限,擁有更多的主動(dòng)權(quán)。
而中國(guó)大陸晶圓代工龍頭中芯國(guó)際也在不斷尋求制造工藝方面的突破。近日中芯國(guó)際宣布,正式任命趙海軍、梁孟松為中芯國(guó)際聯(lián)合首席執(zhí)行官兼執(zhí)行董事。隨著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)重量級(jí)人物、原臺(tái)積電高管梁孟松的加盟,預(yù)計(jì)將使中芯國(guó)際沖刺28納米高介電常數(shù)金屬閘極(HKMG)工藝和14納米先進(jìn)工藝的進(jìn)程進(jìn)一步加速。
對(duì)此,業(yè)界認(rèn)為,尖端工藝研發(fā)不足是中芯國(guó)際乃至中國(guó)半導(dǎo)體的短板,本次趙海軍和梁孟松的聯(lián)袂上陣補(bǔ)齊了中芯國(guó)際的短板,“這對(duì)中芯國(guó)際是一個(gè)重要節(jié)點(diǎn),對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也是一個(gè)重要事件?!?/P>
“尖端工藝對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)而言是兵家必爭(zhēng)之地,也是企業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。”芯謀研究創(chuàng)始人顧文軍認(rèn)為,因?yàn)樵诩舛斯に嚂r(shí)間落后和尖端工藝比例過(guò)低情況下,客戶極易出現(xiàn)轉(zhuǎn)單和流失。長(zhǎng)此以往,不僅無(wú)法滿足海外需求,甚至都無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)客戶需求。從商業(yè)邏輯、國(guó)家戰(zhàn)略和企業(yè)發(fā)展三個(gè)角度考慮,中芯國(guó)際都必須要做尖端工藝。
不過(guò)需要注意的是,芯片真的越小越好嗎?要知道芯片尺寸的縮小也有其物理限制,正在逐漸失效,當(dāng)我們將晶體管縮小到20nm左右時(shí),就會(huì)遇到量子物理中的問(wèn)題,晶體管存在漏電現(xiàn)象,抵消縮小芯片尺寸獲得的效益;另外,必須采用更高精度的機(jī)器進(jìn)行芯片的掩膜蝕刻,會(huì)帶來(lái)制造成本高、良品率下降等問(wèn)題。
由此可見(jiàn),芯片的工藝制程并不是越小越好,在我們推進(jìn)核心芯片自主化研制過(guò)程中,絕不能一味追求高端工藝和高性能,而是根據(jù)應(yīng)用需求選擇國(guó)內(nèi)成熟制造工藝,做到量力而行、夠用就好。