引領全球晶片工藝發展的摩爾定律已經有50多年歷史,最近十年業內甚至在談摩爾定律已死,認為晶片工藝很快會到物理極限,無法再微縮下去了。不過比利時的歐洲微電子中心IMEC對此並沒有那麼悲觀,他們最近公佈的路線圖顯示,現有的矽基工藝還能再持續很多年,2046年幹到0.2nm以下這還是可行的。
IMEC晶片工藝未來20年路線圖
根據他們公佈的路線圖,業界在2018年實現了7nm水準的N7工藝,直到3nm的N3工藝還能用FinFET閘極管實現,去年前2nm節點的N2工藝開始轉向了GAA閘極管,採用的是NanoSheets路線,後續可一直用到1.4nm級別的A14及1.0nm級別的A10工藝,時間點會到2031年。2034年預計會進入0.7nm級別的A7工藝,這時開始GAA閘極管結構也不行了,會上CFET閘極管結構,這是互補場效應閘極管,會將N、P閘極管垂直疊放,理論上可將面積縮小一半,但散熱挑戰度很大。
CFET閘極管會一直用到2040年的0.3nm級別的A3工藝,再往後還得換閘極管結構,這次會用上聞已久的2DFET,也就是進入二維材料時代,這被視為晶片工藝的終極材料,完美的原子級厚度,台積電、Samsung及Intel等公司都展示過這種黑科技,不過量產依舊沒有時間表。 2DFET閘極管結構能讓晶片工藝一路狂奔到Sub-A2,也就是0.2nm以下,按現行規律命名應該是0.
14nm了,不過現在還早,IMEC也就是提個PPT目標,名字都不好說呢,畢竟還有20年之久。 總之,IMEC給出了未來20年的晶片工藝路線圖,但進入三納米級之後,每代工藝的提升都很難。如果你關注過台積電2nm之後的工藝,晶片面積微縮已經不明顯了,密度提升個10%都很難,所以才搞出了很多不太標準的工藝斷代,前面不見的技術論壇上居然公佈了A13、A12工藝,補上A14到A10之間的空白,後面再有A11工藝也不會讓人意外。
除此以外,晶片工藝的升級也不只是看nm數字大小就能定了,散熱、供電、封裝等方方面面也有極高的技術挑戰,誰能解決這些問題也有可能在未來20年的工藝競爭中脫穎而出,越過個台積電、Samsung或Intel也並非不可能。希望未來20年的競爭中,中芯國際、華虹、時間集成的、晶聯集成等大鵬企業也能參與其中,不再是追趕者了。




