舊金山國際電子設(shè)備會議(IEDM)消息:國際電子設(shè)備會議(IEDM)第一天的會場里人頭涌涌,來自TSMC和IBM的研究人員 在會上做了關(guān)于7-nm工藝流程技術(shù)的發(fā)言報告,報告無異于圣誕樹下的禮物。研究人員的結(jié)果演示了摩爾定律和極端紫外線光刻技術(shù)(EUV)的最新進展。
TSMC在報告里稱已經(jīng)制造出迄今為止最小的6T SRAM,TSMC的目標是將該SRAM制造工藝流程在4月前投入風險生產(chǎn)。IBM在報告里則稱已經(jīng)利用EUV研究設(shè)備制造出了時下最小的FinFET。
大會組織者曾于10月臨近國際電子設(shè)備會議召開前的一次新聞發(fā)布會上特別提到這兩篇文章。而兩家公司的結(jié)果仍然給了與會者更大的驚喜。
IBM給出的FinFETs含44/48 nm的接觸式聚螺距、36 nm的金屬化螺距及27 nm的翅片螺距。一個設(shè)備包括大約10 nm的源至漏的接觸口及約15 nm的柵門。
TSMC旗下16FF+工藝流程的7-nm技術(shù)的進展細節(jié) (圖片來源:IEDM)。
TSMC介紹了一款256 Mbit SRAM測試芯片,其元密度達0.027平方毫米,具有低至0.5V的完整讀/寫功能。TSMC的N7開發(fā)高級總監(jiān)Michael Shien-Yang Wu表示,此類節(jié)點將可以提供高達40%的速度增益、65%的功率節(jié)省、及與TSMC時下用于批量生產(chǎn)中的16 FF+工藝流程比高達3.3倍的路由柵門密度增益。
Wu還提到他的研究工作利用7-nm工藝流程驗證EUV,雖然他的正式文章未包括這方面的結(jié)果。下一代光刻技術(shù)將提供與傳統(tǒng)的浸型步進“可比的模式精度”及“可比的收益率”, 傳統(tǒng)的浸型步進將于明年用于商業(yè)7-nm工藝流程。
ASML的EUV系統(tǒng)仍處于前期制作發(fā)布階段。TSMC已經(jīng)宣布將在旗下的5-nm節(jié)點里開始使用EUV的計劃。
Wu拒絕透露7-nm工藝流程10-nm節(jié)點及與諸如競爭對手三星的節(jié)點比較結(jié)果的細節(jié)。他也不愿意透露他的7-nm FinFETs縱橫比、節(jié)點使用的“新穎應(yīng)變技術(shù)”細節(jié)及有關(guān)包括GPU和ARM Cortex A-72內(nèi)核在內(nèi)的測試芯片收益率的數(shù)據(jù),他只是說這些數(shù)據(jù)都是在“兩位數(shù)”以內(nèi)。
現(xiàn)實世界技術(shù)公司分析師David Kanter指,Wu的文章并未表明TSMC將支持的7 nm的電壓范圍。此外,文章也未給出顯微圖,給出顯微圖的話則可以顯示節(jié)點是否支持空氣間隙。
Wu倒是說過TSMC的7 nm SRAM已經(jīng)達到50%的收益率。Kanter表示,這表明其發(fā)展方向是在2017年末進入批量生產(chǎn)工藝流程。
7-nm TSMC SRAM在密度上達到新的里程碑.
IBM 研究人員使用硅和硅鍺通道的結(jié)合.
IBM研究員Hui-Ming Bu對自己的研究結(jié)果的防衛(wèi)要小一些。諸如Globalfoundries等合作伙伴可能會將他的研究結(jié)果用于生產(chǎn)線,也可能不會。例如,他描述了一項“單軸”( Uniaxial)技術(shù),可利用場效應(yīng)電晶體硅和硅鍺pFETs在同一襯底上創(chuàng)建雙重應(yīng)變通道。
IBM的文章描述了EUV在中間和后端線上多個關(guān)鍵層上的使用,包括在M1線和新穎的金屬互聯(lián)上的使用,文章稱這樣做“大大提高了可印性和工藝流程的簡化”。
制作27 nm翅片螺距用的是使用2倍邊墻圖像傳輸(Sidewall-image-transfe)技術(shù)的自對準四模式工藝流程。IBM制作柵門時使用的是自對準雙模式。
Bu表示,這些晶體管使用鎢而不是鈷,以減少線方向和垂直方向的阻力。他承認IBM集團并無收益率方面的結(jié)果,因為“我們尚未達達成熟水平”。
Kanter表示,兩個發(fā)言均未提EUV已接近于工場使用的程度,他指業(yè)界人士已經(jīng)將該工具已經(jīng)視為制造小接觸片和通孔的關(guān)鍵。他表示,IBM在EUV的使用甚為熱心和積極,而TSMC則趨于保守,TSMC在IEDM上幾次提到EUV時的態(tài)度甚為平淡。
競爭對手三星和英特爾在IEDM上并未展示其節(jié)點方面的尖端研究工作。IBM研究芯片的宣傳提高了56-nm柵門螺距的名氣,英特爾曾于8月宣布推出旗下的10-nm工藝流程,并稱計劃在明年生產(chǎn)在密度上擁有領(lǐng)先該行業(yè)的節(jié)點。
三星最近推出了旗下的10-nm工藝流程,三星表示將跳過目前使用浸沒式光刻技術(shù)的7-nm版本,并表示會將其取而代之推出使用EUV的7-nm版,目標是在2018年底前投入生產(chǎn)。
Globalfoundries曾在9月表示已開發(fā)出自己的使用浸入式步進的7-nm工藝流程,并將于2018年投入生產(chǎn)。
IBM的7-nm研究使用三種不同的模式技術(shù)。