65nm和超越65nm的IC制造挑战
65nm和超越65nm的IC制造挑战
Manufacturing Challenges:65nm And Beyond
全球IC制造业在2004年取得辉煌业绩,销售总额达到2180亿美元,提前完成了国际半导体技术发展路线图（ITRS）的90nm节点进程,十多座300mm晶圆厂正在投产或共建,全球以Intel为首的十大IC供应商都在加紧研发65nm工艺,Intel、TI、三星、东芝、台积电开始小批量生产65nm工艺的IC,谋求技术领先,抢占市场。根据2004的修正的ITRS最新技术进程可知,90nm节点正好在2004年完成了DRAM指标,65nm节点预定在2007年和45nm节点预定在2010年达到DRAM的生产水平,因为存储器IC的制造工艺最成熟,而且单元电路相同,比较容易设计和测试。对于电路单元更复杂的逻辑IC和混合IC来说,65nm节点和45nm节点的完成时间要推后两年,分别至2009年和2012年完成。
2004年修下的ITRS最新IC技术进程
年份
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
技术节点
hp90
hp65
hp45
DRAM半栅长
100
90
80
70
65
57
50
45
(hp , nm)
ITRS的IC技术进程曲线是与摩尔定律相符合的,如果注意到ITRS的hpxx节点数字,即可发现,hp(130)2、hp(90)2、hp(65)2、hp(45)2分别等于169、81、42、20,亦即后一节点的栅极面积是前一节点的1/2,正好缩小2倍,相应晶体管面积缩小4倍,摩尔定律预测IC的集成度每18个月增加1倍,而ITRS的IC技术进程的节点步进时间是3年,相当在36个月内实现集成度翻两番。IC供应商为了技术领先,为了市场份额,越过90nm节点后,再继续攀登65nm节点。根据权威人士的论证,摩尔定律在10年内仍然有效,但越来越逼近极限,换句话说难度大增,所需资本投入非常巨大,当前全球数以百计的IC供应商,具有实力冲击45nm节点的只有十家左右,站在最前列的如Intel、TI、三星都感到负荷太重,风险很高。
今年3月初在美国召开的Globalpress Srmmit 2005为此安排了6个有关半导体最热门的专题座谈会,其中“65nm和超越65nm的IC制造挑战”专题引起与会代表的关注,座谈会的重要发言内容请阅读下文。
65nm铺平道路胜券在握
座谈会主持人：EETimes EMP传媒公司资深编辑,半导体资料部负责人Ron Wilson
座谈会小组成员：
Mark Pinto,Applied Materials 公司新业务和新产品部副总裁和首席技术官
Ted Vucurevich,CadenceDesign Systems 公司首席技术官
John Martin, Chartered Semiconductor公司战略联盟和合作伙伴部副总裁
Fumitomo Matsuoka,东芝公司片上系统部高级部门经理
Daniel Gitlin,Xilinx公司技术开发部高级总监
Ron Wilson的主旨发言如下。
到了IC技术节点65nm以下时,半导体几何尺寸的缩小正面临各种基本重要因素的限制。解决这些限制方法对半导体业提出非常困难的挑战。许多创新的设想不断涌现和开发,以便解决引入许多新材料后所遇到的路障和差距,从传统的平面晶体管器件结构转变成多栅极器件结构。引入新材料和建议的器件结构变化需要大量资源和时间。为了满足这些前所未有的创新能够在较短时间和较少投资下完成,通过合作方式来研发和制订CMOS制程标准是既可取又必要的办法。在历史上,半导体业一直不接受制程的商品化,形成各种各样的性能优化或低功耗的
