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EUV能否延续“摩尔定律”的神话?
作者:MS | 来源:计算机世界
2020-07-07
延续了半个世纪的神话,还能继续走下去吗?

 

在IT行业,有一则“神话”般的定律。整个信息产业几乎都在按照此定律,以指数方式领导着整个经济发展的步伐。这个定律就是“摩尔定律”,而定律的发现者正是世界头号CPU生产商Intel网盟彩票的创始人之一——戈登·摩尔。

戈登·摩尔

摩尔定律是指,当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月增加一倍,性能提升一倍。换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18-24个月翻一倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度 。

随着PC在全球范围内获得的巨大成功,提供PC核心部件的Intel从一个存储器制造商成长为一个更加辉煌的芯片制造商。戈登·摩尔正是这场变革和进步的最大推动者和胜利者。

行业的“金科玉律”遭遇瓶颈

相关报道显示,2004年后,这套几十年来半导体行业遵循的金科玉律,越来越凸显其局限性,最突出的表现便是各厂商近年来被用户吐槽的“挤牙膏”行为。

行业专家曾指出,摩尔定律成就了各种技术变革,让计算机的底层元件遵从此定律整整50年。然而,近年来业界对摩尔定律的怀疑声连绵不断,摩尔定律节奏放缓是不置可否的事实,其变化给半导体产业带来了诸多不确定性。未来几年,摩尔定律是否会真的消失呢?我们未曾可知。

EUV横空出世

记者通过专业人士了解到,光刻是半导体芯片生产流程中最复杂、最关键的工艺步骤。半导体芯片生产的难点和关键点在于将电路图从掩模上转移至硅片,这一过程是通过光刻来实现的,光刻的工艺水平直接决定芯片的制程水平和性能水平。芯片在生产中需要进行 20-30 次的光刻,耗时占到 IC 生产环节的50%左右,占芯片生产成本的 1/3。

EUV光刻技术的研发始于20世纪80年代,由于此技术一直达不到晶圆厂量产光刻所需要的技术指标和产能要求,故而一拖再拖,EUV光刻机没能投入量产,晶圆厂不得不使用193 nm浸没式光刻机,依靠双重光刻的办法来实现32nm存储器件、20nm和14nm逻辑器件的生产。2016年后,由于光刻技术的持续进步,EUV光刻机开始投入晶圆厂,用于研发和小批量试产。

近几年,EUV光刻机已经被广泛使用,三星、台积电、英特尔等都在争先恐后地将EUV投入芯片量产,类似中芯国际斥资1.2亿美元买入EUV光刻机的新闻也是络绎不绝,EUV愈发受到大众关注。

EUV能否为”摩尔定律”续命?

在摩尔定律的推动下,半导体产业对于芯片制程的需求愈发精进,故而产业将希望寄予EUV 光刻机。然而,摩尔定律并不只是性能的提升,同时也限制了成本的降低。EUV恰好符合条件。不可否认,技术和创新正在引发新一轮的产业变革。当前全球集成电路产业正处于技术变革时期,摩尔定律推进速度已经大幅放缓,集成电路技术发展路径正逐步向多功能融合的趋势转变。

有报道称,本年度“中国国际半导体技术大会”上,ASML(阿斯麦)的研发副总裁AnthonyYen表示,EUV光刻工具是目前唯一能够处理7nm和更先进工艺的设备,EUV技术已经被广泛认为是突破摩尔定律瓶颈的关键因素之一, 同时已经成为制造7nm、5nm和3nm逻辑集成电路的最关键武器。

小结  

业界人士指出,在光刻线条宽度为5nm及以下生产工艺中,EUV光刻技术具有不可替代性,在未来较长一段时间内,EUV光刻技术都可能成为延续摩尔定律发展的重要力量。因此,如果解决了工艺技术和制造成本等难题,EUV光刻设备将是7nm以下工艺的最佳选择,它可让摩尔定律至少再延续10年时间。

然而,摩尔定律的主要动力是成本下降,在一次性成本快速提升但平均成本却下降有限的时代,或许摩尔定律前进的步伐也将逐渐放缓,我们希望,未来EUV能走到它被广泛接受,同时又可降低生产成本的那一天。

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责任编辑:周星如