摩尔定律与半导体路线图
记者:在ITRS(国际半导体技术路线图)最新公布的半导体工艺路线图中,从45nm、32nm、22nm直到16nm,线宽每3年更新一次,而且45nm工艺是在2010年引入。为什么从引入的时间点和更新周期上都与英特尔以两年为周期的Tick-Tock策略有很大的差异?
马博:在1995年之前,英特尔和业内其他公司一样,每三年推出新一代制造技术。但在1995年,随着我们的0.35μm技术的推出,英特尔开始加快推出新技术的步伐。英特尔将两代技术之间的周期缩短到两年。并且我们将继续每两年推出新一代技术。其他一些公司曾和英特尔一样,实现了每两年推出新技术的步伐,不过后来似乎又放慢步伐,回到每三年一代的周期。ITRS的路线图反映了业界的某种共识,反映了其他公司的看法,但却不一定反映英特尔的看法。
记者:半导体线宽的升级周期由摩尔定律来决定,但升级的幅度是谁来决定的,比如说未来从45nm升级到32nm,为什么不是35nm或者30nm呢?
马博:我不得不率先承认,我们的45nm技术并非在任何维度上刚好都是45nm。在某些维度上尺寸更小,比如栅极的长度仅为35nm,而在其他维度上则可能大于45nm。不过似乎英特尔和业界其他公司针对每一代技术采用了一套通用的命名法,所以我们都用90nm、65nm以及目前的45nm来表示各代技术。尽管如此,并非所有的公司都采用这种名义尺寸。所以可以说,并非所有45nm都是相同的,某些公司的尺寸定义可能更为宽松。不过这套通用的命名法反映的是每一代大约比上一代减少0.7×的尺寸,只是常常选用整十或者整五的数字来近似地表示而已。
记者:我们能从ITRS公布的路线图看的最远的就是2022年的11nm工艺。请问这是摩尔定律速度上的拐点,还是半导体工艺的极限?
马博:或许我们能预见到未来两代技术的情况,但如果再远一些,就很难断言何种技术是可以实现的。我希望今后几年内我们能预见到11nm一代以及之后的情形,但目前来说,如何才能实现11nm甚至更先进的技术还很不明朗。
来自极限的挑战
记者:你会如何回答“挑战与机会:未来五十年的半导体技术”这个问题?
马博:挑战之一是我们终将达到电子的尺度。问题是我们是否仍将采用基于电子的电路,还是采用非基于电子的器件,例如自旋电子学,这是摆在我们面前的一个主要问题。另一大挑战是,当芯片集成了数十亿个晶体管时,如何在功耗有限的情况下运行如此之多的晶体管。
记者:钱成不成问题?
马博:好的产品总能找到足够的资金。
记者:量子效应、光刻技术、电子级硅材料纯度、制造工艺一致性、超纯试剂等都应该是影响摩尔定律的因素。请问最终是哪个因素阻碍了半导体工艺的发展,还是说上述诸多因素综合影响的结果?
马博:我不认为任何个别因素会单独起制约作用。我认为是多种因素的结合将制约我们。
记者:哪个因素最重要?
马博:这很难说,因为我们目前还没有达到极限。许多尺寸因素在十年前被认为是极限,但事实证明,我们已绕过了这些“极限”。最近例子之一便是栅极氧化物,二氧化硅达到了极限,但我们却找到了替代物高k材料。
记者:我们知道知识产权对半导体厂商至关重要。量子计算和生物计算与半导体技术相去甚远,那么,半导体产业投入巨大财力和智力积累的知识产权,岂不浪费了?
马博:半导体的知识产权本来就是有一定时效性的,专利最终会过期失效。我想半导体技术和其他替代技术之间的过渡期会延续许多年,所以我一点也不觉得投资于半导体知识产权是一种浪费。将来半导体技术可能得到其他技术的强化,或者作为其他技术的补充,但我相信,半导体技术将始终是计算解决方案的一部分。
ITRS组织与英特尔半导体技术发展路线图对比
(责任编辑:孙莉)
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