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2024年问世2nm工艺,摩尔定律可延续到0.1nm

科技观潮 2019-09-21
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原标题:2024年问世2nm工艺,摩尔定律可延续到0.1nm

这几年,虽然摩尔定律基本失效或者说越来越迟缓,但是在半导体工艺上,几大巨头却是杀得兴起。Intel终于进入10nm工艺时代并将在后年转入7nm,台积电、三星则纷纷完成了7nm工艺的布局并奔向5nm、3nm。

摩尔定律是半导体产业的金科玉律,已经指导行业发展了50多年,它是Intel联合创始人之一的戈登·摩尔提出的,Intel也是摩尔定律最坚定的捍卫者,不过现在有人抢生意了,台积电近来一直在大谈摩尔定律的发展。

在近日开幕的科技创新论坛会议上,台积电研发负责人、技术研究副总经理黄汉森再次发表了他的观点,那就是摩尔定律还会继续存在,随着晶体管密度更好,成本效益也会更高,受益的不只是逻辑芯片,内存、闪存芯片也会从摩尔定律中受益。

而在今年8月份的Hotchips会议上,黄汉森就已经有过类似的观点了,碳纳米管可以将半导体工艺推进到1.2nm尺度,最终可以达到0.1nm尺度,这相当于氢原子的大小级别了。现在的制程定义不能再反应真正的科技水平了,氢原子级别的微缩才是创新,而且很多创新都是不可预见的。

尽管摩尔定律未来还会继续有效,但在这次会议上黄汉森也提到现在描述工艺水平的XXnm说法已经不科学了,因为它与晶体管栅极已经不是绝对相关了,制程节点已经变成了一种营销游戏,与科技本身的特性没什么关系了。

按照台积电给出的指标,2nm工艺是一个重要节点,Metal Track(金属单元高度)和3nm一样维持在5x,同时Gate Pitch(晶体管栅极间距)缩小到30nm,Metal Pitch(金属间距)缩小到20nm,相比于3nm都小了23%。

台积电没有透露2nm工艺所需要的技术和材料,性能、功耗等指标更是无从谈起。而看晶体管结构示意图和目前并没有明显变化,能在硅半导体工艺上继续压榨到如此地步真是堪称奇迹,接下来就看能不能做到1nm了。

当然,在那之前,台积电还要接连经历7nm+、6nm、5nm、3nm等多个工艺节点。其中,7nm+首次引入EUV极紫外光刻技术,目前已经投入量产;6nm只是7nm的一个升级版,明年第一季度试产;5nm全面导入极紫外光刻,已经开始风险性试产,明年底之前量产,苹果A14、AMD五代锐龙(Zen 4都有望采纳);3nm有望在2021年试产、2022年量产。三星也早就规划到了3nm,预期2021年量产。

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