由于EUV技術(shù)的延遲實(shí)現(xiàn)，原本期待于22納米節(jié)點(diǎn)就引入EUV技術(shù)的制造商們不得不采取備選方案，例如采取輔助的多重圖形曝光技術(shù)等，但這樣會(huì)增加掩膜工藝次數(shù)，導(dǎo)致芯片制造成本大幅度增加、工藝循環(huán)周期延長(zhǎng)。目前，16納米工藝成本已經(jīng)很高，如果繼續(xù)采取浸潤(rùn)式多重曝光微影制程技術(shù)，到10納米節(jié)點(diǎn)時(shí)，成本可能增加至1~1.5倍。
此外，隨著scaling的不斷推進(jìn)，工藝制程技術(shù)的發(fā)展在穿孔、光刻、隧穿、散熱等方面上都碰到了越來(lái)越多的技術(shù)瓶頸。要改進(jìn)光刻技術(shù)，還要解決散熱問(wèn)題，同時(shí)工藝推進(jìn)所需要的精密生產(chǎn)設(shè)備投入也越來(lái)越高，這些都是阻礙半導(dǎo)體發(fā)展按照摩爾定律前進(jìn)的挑戰(zhàn)。
“呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)一直是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的特征，它還將繼續(xù)下去。但是增長(zhǎng)率和前往下一個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的節(jié)奏可能放緩，逐漸向全球GDP增長(zhǎng)率看齊(2015年全球GDP增長(zhǎng)率約為2%)。”ASM公司首席技術(shù)官兼研發(fā)主管Ivo J. Raaijmakers表示。
如何繼續(xù)推進(jìn)摩爾定律?
“Scaling還會(huì)繼續(xù)，我不僅相信它將會(huì)繼續(xù)，而且我認(rèn)為它不得不繼續(xù)?！盠uc van den Hove強(qiáng)調(diào)說(shuō)。他確信scaling還會(huì)持續(xù)幾十年，但摩爾定律將會(huì)有所改變，不再只涉及尺寸上的scaling。
Ivo J.Raaijmakers表示同意，他認(rèn)為“由于需求所致，產(chǎn)業(yè)界必將會(huì)找到一個(gè)方法來(lái)繼續(xù)scaling，但是它將會(huì)有所不同，不再完全依照過(guò)去傳統(tǒng)的摩爾定律和Dennard scaling(單位面積晶體管數(shù)不斷增加而功耗保持不變)?！?/span>
其實(shí)，業(yè)界并不需要特別擔(dān)心。Mentor Graphics總裁兼首席執(zhí)行官WALDEN C.RHINES表示，“即使摩爾定律命中注定會(huì)結(jié)束，但還有學(xué)習(xí)曲線(xiàn)(learning curve)的存在?！?/span>
而此前，scaling也曾多次遇到過(guò)技術(shù)門(mén)檻，但隨著各種技術(shù)手段的投入保證了摩爾定律的持續(xù)作用，例如90納米時(shí)的應(yīng)變硅、45納米時(shí)高k金屬柵等的新材料、22納米時(shí)的三柵極晶體管等。
Ivo J.Raaijmakers指出，想要繼續(xù)推進(jìn)技術(shù)發(fā)展，我們需要在“材料、制程、結(jié)構(gòu)”三個(gè)維度進(jìn)行創(chuàng)新。“IDM和Foundry廠商主要通過(guò)改變流水線(xiàn)(Pipeline)架構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)性創(chuàng)新，設(shè)備和材料供應(yīng)商主要進(jìn)行材料和工藝創(chuàng)新?！?/span>
2D的scaling確實(shí)會(huì)越來(lái)越難，從現(xiàn)有的制程技術(shù)節(jié)點(diǎn)向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)推進(jìn)所需要的時(shí)間也將越來(lái)越長(zhǎng)。而向下一個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)發(fā)展，可以采取一種全新的架構(gòu)設(shè)計(jì)。在設(shè)備技術(shù)方面，F(xiàn)inFET技術(shù)將過(guò)渡到水平納米線(xiàn)(Lateral Nanowire)，和垂直納米線(xiàn)(Vertical Nanowire)。以3D的方式構(gòu)建，將原有的硅片平面蝕刻技術(shù)轉(zhuǎn)變成多層蝕刻技術(shù)，再將這些蝕刻出的薄層硅進(jìn)行堆疊連接。
