在摩爾定律依然延續的今天,中國IC制造工藝與世界先進工藝如何縮小,這是不得不思考的問題。IMEC中國區總裁丁輝文近日指出,半導體工藝尺寸的縮小和摩爾定律仍能持續發展到2025年以后,中國半導體若能善用國際和國內資源,有機會在各領域趕超世界先進水平。
多元化應用需要多元化半導體技術
丁輝文認為,講摩爾定律,其實首先是應用推動了芯片的成長,而在應用當中,主要是IoT、移動通訊、云端服務這三大應用市場。這三大應用對半導體器件有不同的要求:一是IoT應用,功耗在1mW到100mW;二是移動通訊部分,功耗是100mW到10W量級上的需求;三是云端服務,追求的是速度、速率、性能,在功耗上的需求可能在100W量級,這三大應用推動了整個半導體的研發以及半導體產業的發展。
丁輝文表示,針對各界在廣泛討論的IoT應用,功耗在毫瓦量級,根據功耗、性能,晶圓片上的節點大概28nm就足夠了,不一定微縮到5nm、3nm。但從移動通訊市場來看,目前華為、中興等領先企業已經把手機芯片做到16nm,并且量產,現在正在做7nm的量產。這說明,如果做手機芯片一定還要沿著摩爾定律繼續往前走。
摩爾定律將持續發展到2025年之后
丁輝文指出,每當摩爾定律走到一個難走狀態,就會出現一些新技術突破。比如,目前出現三維FinFET,到往前走到2020年到7nm,還會出現其它的新方法,如SiGa channel、LNW,這使得半導體器件繼續沿著摩爾定律往前走向前延伸。通過新的產品和技術、新的架構、新材料,再回到摩爾定律之上。
另外,IMEC也在研究神經網絡計算、量子計算(quantum computing),替代傳統晶體管,讓整個摩爾定律延續下去。在他看來,摩爾定律將會持續到2025年以后。
丁輝文也介紹,IMEC做的是5nm、7nm研究,7nm已經幾乎完成,再往前走IMEC還做2nm、3nm研究 “IMEC整個研發平臺是從小于2nm做到5nm、7nm。”并且與合作伙伴一起進行邏輯工藝研發平臺,涵蓋65nm、45nm、28nm、20nm、14nm、10nm。
IMEC通過打造了一個完整產業生態,包括與Intel、三星、TSMC、海思、高通、ARM等公司,以及吸引了全部設備和材料業者,以及全球大概600家系統級廠商一起推動研究半導體器件發展。
在制造工藝上,中國如何趕超世界先進技術?
中國如何與世界先進工藝節點接軌?對此,丁輝文認為,可善用國際資源,當前pure play foundry模式,這種模式廣泛被國際接受;然技術資源則可善用國際研究機構,如對標IMEC資源,在IP、數據、團隊參與研發基礎上做加法,避免重復投資,重復研發,掌握先機。
丁輝文表示,當前政府集中資源以基金扶植集成電路行業發展,“半導體工藝尺寸的縮小和摩爾定律能持續發展到2025年以后,中國半導體有成功的歷史機遇,巧用國際和國內資源,中國有機會在各領域趕超世界先進水平。”