摩爾定律即將敲響終止的音符，業(yè)界對于半導(dǎo)體業(yè)的前景也產(chǎn)生了各種看法，其中從大的方面，包括從工藝來看，在14nm之后如何往下走，包括10nm、7nm甚至5nm以及450mm硅片的進(jìn)程等。顯然時至今日尚沒有非常清楚的路線圖，但是硅基半導(dǎo)體之后采用什么材料仍值得人們期待。

　　英特爾：繼續(xù)執(zhí)行“Tick-Tock”發(fā)展策略

　　英特爾預(yù)計(jì)2014年導(dǎo)入14nm制程量產(chǎn)，2015年導(dǎo)入10nm制程，并計(jì)劃于2017年達(dá)到7nm。

　　據(jù)英特爾已經(jīng)公布的工藝路線圖顯示，在2013年時將實(shí)現(xiàn)14nm，之后能否繼續(xù)遵循每兩年尺寸縮小70%的工藝規(guī)則，至少到目前為止業(yè)界認(rèn)為仍是難以確定。至此業(yè)界各家僅是表示工藝尺寸有可能縮小至7nm甚至5nm。

　　顯然英特爾的說法不一樣，仍顯示出其頭號芯片制造商的決心與信心。英特爾副總經(jīng)理兼元件研究處長麥克（Mike Mayberry）在剛剛落幕的比利時微電子研究機(jī)構(gòu)IMEC2013科技論壇演講中確認(rèn)，英特爾已確定10nm可于2015年量產(chǎn)。根據(jù)它的最新工藝技術(shù)路線圖，英特爾重申繼續(xù)執(zhí)行“Tick-Tock”發(fā)展策略，也就是每兩年對半導(dǎo)體技術(shù)制程進(jìn)行大規(guī)模的升級。英特爾預(yù)計(jì)2014年導(dǎo)入14nm制程量產(chǎn)，2015年導(dǎo)入10nm制程，并計(jì)劃于2017年可達(dá)7nm的最先進(jìn)水平。不過，Mike Mayberry還表示，英特爾也在研發(fā)10nm以下時可替代硅的新型半導(dǎo)體材料，如三五族化合物半導(dǎo)體等，希望能將半導(dǎo)體的性能發(fā)揮至極致。

　　眾所周知，目前英特爾在移動智能終端芯片的軟肋在于功耗，它堅(jiān)持采用復(fù)雜的X86架構(gòu)，基本上是延續(xù)電腦發(fā)展的思考模式，僅專注于產(chǎn)品的效能增減來試圖降低功耗，而ARM的思路是采用大小核，根據(jù)不同的用途來選擇。

　　英特爾執(zhí)行副總裁兼架構(gòu)事業(yè)部總經(jīng)理浦大衛(wèi)（DadiPerlmutter）近期在中國***舉行的Computex貿(mào)易展會上接受采訪時表示，英特爾與ARM在芯片耗電量和性能方面的競爭將結(jié)束，因?yàn)橛⑻貭柤磳⑼瞥龅幕赟ilvermont架構(gòu)的移動芯片，在耗電量和性能方面都超過ARM速度最快的內(nèi)核Cortex-A15。

　　浦大衛(wèi)表示，Silvermont芯片將通過改進(jìn)電路和電源管理功能提高每瓦性能，Silvermont芯片將采用22nm工藝制造，采用效率更高的FinFET 3D晶體管結(jié)構(gòu)。

　　新一代凌動“Silvermont”采用了全新的制造工藝和設(shè)計(jì)，提高了性能，降低了功耗。使用Silvermont微架構(gòu)的智能手機(jī)用平臺的開發(fā)代碼為“Merrifield”，平板電腦用平臺的開發(fā)代碼為“Bay Trail”。Merrifield將從2014年第一季度開始供貨，支持Android操作系統(tǒng)。平板電腦平臺“Bay Trail-T”將于2013年秋季推出，支持Android和Windows 8操作系統(tǒng)。據(jù)稱，Silvermont的圖形處理性能提升到原來的3倍，還可以向高分辨率顯示器輸出影像，而且續(xù)航時間更長。Bay Trail除了可應(yīng)用在平板電腦之外，還可應(yīng)用在包括低價位二合一終端、筆記本電腦、顯示器、一體型個人電腦等。

　　英特爾在2012年的研發(fā)費(fèi)用相比于排名第二的高通多出7倍，它在2013年的投資將超過臺積電。英特爾在2013年會將22nm的FinFET工藝生產(chǎn)用于移動設(shè)備中的凌動（Atom）芯片，2014年時還將擴(kuò)展到14nm工藝中去。

　　IBM：FD-SOI是22nm強(qiáng)勢候選技術(shù)

　　盡管SOI技術(shù)有優(yōu)勢，但繼續(xù)往14nm及以下節(jié)點(diǎn)走時可能會遇到困難。

　　IBM公司半導(dǎo)體研發(fā)中心的副總裁Gary Patton最近表示FD-SOI是22nm制程節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)勢候選技術(shù)。

　　目前有很多高性能應(yīng)用中可能會需要使用FD-SOI技術(shù)。SOI是指在IC制造過程中采用硅+絕緣層+硅的硅片，這種結(jié)構(gòu)方式的優(yōu)勢是可以減小器件的寄生電容，并改善器件的性能。

　　在部分耗盡型SOI結(jié)構(gòu)中，SOI中頂層硅層的厚度為50nm~90nm，因此溝道下方的硅層中僅有部分被耗盡層占據(jù)，由此可導(dǎo)致電荷在耗盡層以下的電中性區(qū)域中累積，造成所謂的浮體效應(yīng)。而FD-SOI可將位于頂層的硅層厚度減薄至5nm~20nm，這樣器件在工作時柵極下面溝道位置下方的耗盡層便可充滿整個硅薄膜層，如此便可消除在PD-SOI（部分耗盡層）中常見的浮體效應(yīng)。

　　盡管SOI技術(shù)有優(yōu)勢，可以繼續(xù)沿用現(xiàn)有的平面制造工藝，但是由于SOI硅片的成本至少高出10倍左右，再加上至20nm工藝時頂層硅的厚度已降至6.3nm，厚度精度控制在±0.5nm之間，因此繼續(xù)往14nm及以下節(jié)點(diǎn)走時可能會遇到困難。目前參與SOI俱樂部的制造商有IBM、意法半導(dǎo)體、Soitec、格羅方德，設(shè)計(jì)服務(wù)公司有上海的芯原及另一家不知名的日本公司等，而真正用于量產(chǎn)的產(chǎn)品僅是意法半導(dǎo)體采用28nm工藝制程的SoC。

　　SOI工藝令人頭疼的另一個問題是此種技術(shù)是否能適合在移動設(shè)備市場中使用，業(yè)界對于SOI晶體管的所謂“歷史效應(yīng)”和尺寸可微縮空間保持懷疑的態(tài)度，因此多年來SOI技術(shù)一直只在部分高端臺式機(jī)處理器和其他高性能應(yīng)用中才有應(yīng)用，SOI中熱的不良導(dǎo)體BOX層（埋入式氧化物層）導(dǎo)致的散熱劣勢應(yīng)該也是其原因之一。