2012年度國際電子元件大會(IEDM)于美國時間12月10日在舊金山登場，與會專家表示，半導(dǎo)體制程邁向 14奈米節(jié)點時，可能無法達(dá)到通常每跨一個世代、晶片性能可提升30%的水準(zhǔn)，甚至只有一半；但仍會增加大量成本，主要是因為新制程節(jié)點缺乏所需的有效微影技術(shù)。
歐洲研究機(jī)構(gòu) IMEC 執(zhí)行長Luc van den Hove在IEDM發(fā)表專題演說后對EETimes美國版編輯表示，晶片制造商目前已經(jīng)進(jìn)入28奈米制程節(jié)點，距離14奈米節(jié)點雖還有兩個世代，但現(xiàn)在必須決定微影技術(shù)選項；不過具潛力的超紫外光(EUV)微影工具，可能要到2014年才能做有限度的商業(yè)用途。

van den Hove在專題演說中指出，14奈米制程若采用現(xiàn)有的193奈米浸潤式微影設(shè)備，所需成本將比28奈米制程多90%以上；EUV技術(shù)則能將成本增加幅度減至60%左右。成本增加主要是因為若在14奈米節(jié)點采用現(xiàn)有微影系統(tǒng)，最多得要三次曝光；但采用EUV技術(shù)，只需要一次曝光。


14奈米制程與28奈米、20奈米的成本比較

IMEC 微影技術(shù)專家Kurt Ronse表示：「三重圖形(patterning)實在是太復(fù)雜，因此得放寬設(shè)計規(guī)則，但如此一來晶片就達(dá)不到良率。」因此他指出，14奈米晶片的性能可能只會比上一世代提升15~20%，而不是傳統(tǒng)每跨一個世代提高30%的水準(zhǔn)。

「看來在14奈米制程節(jié)點，有部分設(shè)計規(guī)則必須做某種程度的放寬；」van den Hove在專題演說中表示：「我認(rèn)為此時此刻得決定14奈米節(jié)點微影技術(shù)選擇是最基本的，但EUV顯然還無法因應(yīng)該制程節(jié)點挑戰(zhàn)?！?br>
「要解決(EUV)問題還得花費很大工夫；」van den Hove補(bǔ)充指出：「不過我們相信問題并不在于其理論基礎(chǔ)，而是需要時間來處理的工程性問題。」

今年稍早，一位英特爾(Intel)高層表示，該公司認(rèn)為能以經(jīng)濟(jì)的方法運用四重圖形(quad patterning)，在不需EUV技術(shù)的情況下前進(jìn)至10奈米制程節(jié)點。而英特爾的晶片制造成本向來被認(rèn)為比其他廠商來得高，不過該公司的處理器晶片售價也相對較高。

包括英特爾、三星(Samsung)與臺積電(TSMC)在今年分別對半導(dǎo)體設(shè)備業(yè)者ASML注資數(shù)十億美元，因為ASML是最有力的EUV系統(tǒng)供應(yīng)商；ASML在今年還收購了一家微影設(shè)備光源供應(yīng)商Cymer，后者可提供EUV所需的更有效光源。

Ronse指出，使用目前的光源設(shè)備，EUV系統(tǒng)的制圖速度一小時不到20片晶圓；而晶片供應(yīng)商需要的微影系統(tǒng)，是能達(dá)到每小時100片以上晶圓的制圖速度。IMEC到目前為止已經(jīng)協(xié)助半導(dǎo)體業(yè)者進(jìn)行過數(shù)千片的EUV晶圓測試。


IMEC的EUV系統(tǒng)產(chǎn)出量測試結(jié)果

而IMEC的研究人員也表示，晶片制造商若要延續(xù)摩爾定律(Moore's Law)的生命，可能得采用新的材料或是元件型態(tài)。


新材料是延續(xù)摩爾定律的關(guān)鍵

編譯：Judith Cheng

(參考原文： IEDM: Moore’s Law seen hitting big bump at 14 nm，by Rick Merritt)