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2016年EUV降临 半导体格局生变

文章出处:责任编辑:作者:人气:-发表时间:2014-10-15 12:41

 众所周知,一直以来半导体业界奉行的宝典是每两年跨上一个工艺台阶,即所谓的0.7×制程理论。打个比方,如果说2011年半导体业界跨上了22nm工艺台阶,那么2013年就是22×0.7=14nm。为什么半导体产业界会义无反顾地去遵循这一规律呢?道理十分清楚,尺寸缩小,在同样的芯片面积上晶体管的密度增加一倍,就相当于每个晶体管成本下降50%。

 
  但是,半导体业的前进之路到了28nm之后,就发生了变化。当工艺制程进入22nm/20nm时,成本相比28nm不仅没有下降,反而升高。原因是当工艺尺寸缩小到22nm/20nm时,传统的193nm光刻,包括使用浸液式、OPC等技术已经无能为力,必须采用辅助的两次图形曝光技术(Doublepatterning,缩写为DP)。从原理上讲,DP技术易于理解,甚至可以曝光3次、4次。但是这必将带来两大问题:一个是光刻加掩模的成本迅速上升,另一个是工艺的循环周期延长。所以业界心知肚明,在下一代光刻技术EUV尚未成熟之前,采用DP技术是不得已而为之的。
 
  所以全球半导体业界在向14nm制程迈进时,一方面采用DP技术,另一方面为了减少漏电流与功耗,采用新的FinFET结构(注:英特尔在22nm制程时首先采用FinFET工艺)。
 
  至于未来向10nm挺进时,业界一直有争论,一种方案是采用FinFET结构,但是工艺制程上采用DP技术已经不行了,可能必须采用3次或者4次图形曝光技术,另一种方案是等待EUV设备的降临。尽管EUV光刻工艺,从理论上由于曝光波长才13.4nm,在10nm时可以不必采用DP,从而节省成本(注:到了7nm时,即使是EUV也需要采用DP技术)。但是采用EUV相应也会带来产业链的转变,同样非同小可。
 
  之前的困局是由于光源的功率不足等原因,导致EUV设备一再被推迟,让业界几乎丧失信心,都认为在10nm时插入EUV光刻工艺毫无希望,可能要等到7nm。
 
  所以业界把进入10nm工艺制程看做是“站在十字路口”,尽管从技术层面上采用多次DP也能通过,然而从经济角度上讲不一定谁都能够接受。

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