移動處理器工藝制程挑戰(zhàn)技術極限 FinFET成主流

　　隨著半導體工藝技術的進步與智能手機對極致效能的需求加劇，移動處理器的工藝制程正在邁向新的高度。目前，全球領先的晶圓代工廠商已經(jīng)將工藝制程邁向10納米FinFET工藝，16/14納米節(jié)點的SoC也已實現(xiàn)量產(chǎn)，那么半導體技術節(jié)點以摩爾定律的速度高速發(fā)展至今，移動處理器的工藝制程向前演進又存在哪些挑戰(zhàn)?同時，進入20納米技術節(jié)點之后傳統(tǒng)的CMOS工藝式微，這將給FinFET與FD-SOI工藝在技術與應用上帶來怎樣的發(fā)展變革?

　　  5納米節(jié)點是目前技術極限 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(qū)動力與應用市場已從PC轉向智能手機，如今在等待新的殺手級終端應用出現(xiàn)的同時，智能手機依舊是推動其技術演進的重要驅(qū)動。

　　  展訊通信營運副總裁陳慶安在接受《華強電子》采訪時稱，早在2000年初，整個半導體產(chǎn)業(yè)的驅(qū)動力來自于PC產(chǎn)業(yè)，以GPU為首，但在接下來的十幾年中業(yè)界已經(jīng)發(fā)生一個重大的變革，半導體產(chǎn)業(yè)的進步已經(jīng)由GPU驅(qū)動的模式轉向了手機驅(qū)動的模式。

　　  由于手機市場的快速發(fā)展，用戶對手機性能規(guī)格的要求也在不斷地提高，而要做到這一點必須要保持半導體工藝制程的進步。“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越小，越來越多，成本不斷下降，而運算能力則不斷提升，使得移動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的虛擬現(xiàn)實，都是半導體工藝進步帶來的結果，這也就是為什么智能手機產(chǎn)業(yè)會成為如今半導體發(fā)展驅(qū)動的龍頭。

　　  聯(lián)芯科技有限公司副總裁成飛在接受本刊記者采訪時表示，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行技術節(jié)點演進的動力，每一代SP處理器因用戶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步，來實現(xiàn)并超越摩爾定律下用戶的預期，以超額利潤消除巨大的成本壓力，進而不斷循環(huán)，形成增量，加速的半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢。

　　  “SP處理器問世以來，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，演進速度已接近技術極限。”成飛進一步表示，為應用和軟件提供了廣闊可靠而價格低廉的產(chǎn)品應用環(huán)境，新的應用模式和產(chǎn)品定義將帶動半導體產(chǎn)業(yè)進一步健康發(fā)展。

　　  隨著演進速度已接近技術極限，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(qū)動的移動處理器已實現(xiàn)了14納米技術節(jié)點。陳慶安表示，實際上當前的半導體技術節(jié)點已經(jīng)做到了10納米，摩爾定律正在被打破，但還沒有被打破，仍在延續(xù)，而10納米也不是極限，7納米是目前我們看到的最先進工藝。

　　  資深半導體產(chǎn)業(yè)專家莫大康教授認為，對于半導體產(chǎn)業(yè)日趨成熟的重要標志是，推動產(chǎn)業(yè)進步的經(jīng)典——摩爾定律已經(jīng)正式被修正，由之前的每兩年前進一個技術節(jié)點，改為如今的2.5年或3年。

　　  成飛對此表示認同，并稱，摩爾定律仍有指導意義，從手機處理器的發(fā)展來看，10納米、7納米均已進入驗證階段，未來技術極限應低于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時表示，過去業(yè)界認為20納米是物理極限，隨著半導體技術的進一步突破，未來將會往更小的方向發(fā)展，目前看到的物理極限是5納米節(jié)點，而在當前的10納米節(jié)點上，聯(lián)發(fā)科會走在前沿，將在今年年底發(fā)布采用FinFET工藝10核10納米的X30移動處理器。

　　  莫大康教授告訴記者，許多頂級IDM大廠紛紛在28納米制程開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(xiàn)一枝獨秀。這也是目前三星、臺積電等代工廠商大者恒大的原因，而摩爾定律的指導意義仍在。

　　  事實上，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發(fā)展的極限節(jié)點到底是多少。陳慶安告訴記者，無論是7納米，還是未來的3納米節(jié)點，距離技術極限仍會有一段距離，所謂的技術極限要看如何定義它。從摩爾定律的角度來看，技術發(fā)展的極限不僅僅是一個技術問題，更多的是一個經(jīng)濟問題。無論是7納米，還是未來的3納米，在技術上都可以實現(xiàn)，但最終它是不是能夠符合客戶和用戶的需求，這就是影響了該技術的發(fā)展關鍵。所以，半導體技術的發(fā)展極限目前并不明確，但我們不能夠低估這個產(chǎn)業(yè)的能力，幾十年來，很多人認為摩爾定律走不下去，但實際上它延續(xù)至今，原因在于現(xiàn)有的很多廠商會不斷去在技術的發(fā)展上進行改良，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，這不代表它沒有辦法繼續(xù)創(chuàng)新，比如現(xiàn)在有人提出了More than Moore理念，采取將幾個硅片同時放在一個芯片去達成摩爾定律沒有辦法實現(xiàn)的一些突破，所以說，對整個半導體產(chǎn)業(yè)來講，還是會持續(xù)有創(chuàng)新來推動行業(yè)向前發(fā)展。