今年IEDM論文數(shù)量大減 芯片廠商面臨艱巨挑戰(zhàn)
12月6~8日于美國(guó)舊金山舉行的2010年IEEE國(guó)際電子元件會(huì)議(International Electron Device Meeting,IEDM),呈現(xiàn)了三個(gè)顯著的主題趨勢(shì):首先,與技術(shù)相關(guān)的論文數(shù)量減少;其次,業(yè)界對(duì)于未來(lái)制程節(jié)點(diǎn)的下一代電晶體架構(gòu)仍缺乏共識(shí);第三,盡管有一大堆新奇的技術(shù)冒出頭,芯片制造商還是堅(jiān)持認(rèn)為經(jīng)濟(jì)學(xué)與成本才是他們決定未來(lái)電晶體與制程技術(shù)的推手。
在過(guò)去,眾家晶片制造商競(jìng)逐摩爾定律(Moore’sLaw)與先進(jìn)制程技術(shù)的開(kāi)發(fā),也因此在IEDM上會(huì)有大量相關(guān)論文發(fā)表;而今日,先進(jìn)晶片制造商越來(lái)越少,也導(dǎo)致今年該會(huì)議論文數(shù)大幅減少。IEDM大會(huì)主席、來(lái)自臺(tái)積電(TSMC)的MeikeiIeong在會(huì)議期間表示:"我并沒(méi)有看到論文數(shù)量有回升的趨勢(shì)。"
IEDM論文數(shù)量減少也可能有其他原因;過(guò)去先進(jìn)晶片制造商的態(tài)度較為開(kāi)放,也常愿意針對(duì)即將問(wèn)世的新技術(shù)提供暗示;例如IBM、英特爾(Intel)、東芝(Toshiba)、臺(tái)積電與聯(lián)電(UMC)等廠商,都會(huì)投稿大量論文發(fā)表其最新、最厲害的制程開(kāi)發(fā)成果。
在今年的會(huì)議上,僅有少量論文提供了晶片供應(yīng)商下一步發(fā)展的線索;許多先進(jìn)晶片制造商的態(tài)度都轉(zhuǎn)趨謹(jǐn)慎,也不想把技術(shù)發(fā)展方向透露給對(duì)手知道。今年IEDM上發(fā)表的論文以學(xué)術(shù)性質(zhì)居多,或是在細(xì)節(jié)上透露不多,讓部分參加者不太滿意。
不過(guò)在今年的IEDM上,還是有不少傳言討論先進(jìn)數(shù)位晶片制造商可能會(huì)在22/20奈米節(jié)點(diǎn)的電晶體架構(gòu)上可能會(huì)采取的策略方向;大多數(shù)業(yè)界人士相信,先進(jìn)晶圓代工廠可能會(huì)延長(zhǎng)使用bulkCMOS制程技術(shù)。
其中有不少猜測(cè)是針對(duì)英特爾而來(lái),有人認(rèn)為該公司將延長(zhǎng)使用bulkCMOS技術(shù),其他人則認(rèn)為該公司會(huì)采用全空乏(fully-depleted)──或稱超薄絕緣上覆矽(extrathinSOI);還有一個(gè)消息來(lái)源甚至指出,英特爾打算在22奈米或15奈米制程節(jié)點(diǎn)采用三閘(tri-gate)架構(gòu)。
其他候選技術(shù)還包括采用矽穿孔(through-siliconvias,TSV)技術(shù)的3D晶片制程,這是不需依賴半導(dǎo)體制程的技術(shù),而如果晶片制造商能夠達(dá)成以合理成本量產(chǎn)矽穿孔3D晶片,該技術(shù)可能會(huì)成為半導(dǎo)體制程發(fā)展藍(lán)圖中半途殺出的程咬金。
目前,先進(jìn)晶片制造商在32/28奈米節(jié)點(diǎn)所采用的,是傳統(tǒng)bulkCMOS制程與平面架構(gòu)的電晶體;但顯然:"對(duì)于20奈米節(jié)點(diǎn)到底將會(huì)是哪種電晶體出線,業(yè)界仍存在著憂慮。"市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)VLSIResearch執(zhí)行長(zhǎng)G.DanHutcheson表示:"在電晶體架構(gòu)方面,較安全的賭注是將傳統(tǒng)CMOS技術(shù)延伸使用到下一個(gè)世代。"
SemicoResearch的分析師JoanneItow也同意以上節(jié)點(diǎn),其理由是基于成本;Itow表示,試圖在22/20奈米節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)用新奇的電晶體架構(gòu),不但代價(jià)太昂貴、風(fēng)險(xiǎn)也太高。只是,究竟晶片制造商還能把目前的bulkCMOS技術(shù)延伸使用多久,還是個(gè)未知數(shù)。
在22/20奈米節(jié)點(diǎn)之后,對(duì)于預(yù)期在2013年問(wèn)世的16奈米邏輯制程節(jié)點(diǎn)之實(shí)際電晶體架構(gòu),晶片制造商之間的共識(shí)非常?。荒壳芭_(tái)面上也有不少候選技術(shù),包括三五族半導(dǎo)體(III-V)、bulkCMOS、FinFET、全空乏SOI、多閘極(multi-gate)等等。
至于還有更遠(yuǎn)一段距離的16奈米以下制程節(jié)點(diǎn),可能采用的技術(shù)范圍更是完全開(kāi)放,除了現(xiàn)有的技術(shù),還有其他各種新奇的架構(gòu),例如三五族半導(dǎo)體、碳奈米管、石墨烯(graphene)、量子阱(quantumwell)FET等等。