隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的進(jìn)步與智能手機(jī)對(duì)極致效能的需求加劇,移動(dòng)處理器的工藝制程正在邁向新的高度。目前,全球領(lǐng)先的晶圓代工廠商已經(jīng)將工藝制程邁向10納米FinFET工藝,16/14納米節(jié)點(diǎn)的SoC也已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),那么半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點(diǎn)以摩爾定律的速度高速發(fā)展至今,移動(dòng)處理器的工藝制程向前演進(jìn)又存在哪些挑戰(zhàn)?同時(shí),進(jìn)入20納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)之后傳統(tǒng)的CMOS工藝式微,這將給FinFET與FD-SOI工藝在技術(shù)與應(yīng)用上帶來(lái)怎樣的發(fā)展變革?
5納米節(jié)點(diǎn)是目前技術(shù)極限 摩爾定律被修正意義仍在
全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了50年的快速發(fā)展,其主要驅(qū)動(dòng)力與應(yīng)用市場(chǎng)已從PC轉(zhuǎn)向智能手機(jī),如今在等待新的殺手級(jí)終端應(yīng)用出現(xiàn)的同時(shí),智能手機(jī)依舊是推動(dòng)其技術(shù)演進(jìn)的重要驅(qū)動(dòng)。
展訊通信營(yíng)運(yùn)副總裁陳慶安
展訊通信營(yíng)運(yùn)副總裁陳慶安在接受《華強(qiáng)電子》采訪時(shí)稱,早在2000年初,整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于PC產(chǎn)業(yè),以GPU為首,但在接下來(lái)的十幾年中業(yè)界已經(jīng)發(fā)生一個(gè)重大的變革,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步已經(jīng)由GPU驅(qū)動(dòng)的模式轉(zhuǎn)向了手機(jī)驅(qū)動(dòng)的模式。
由于手機(jī)市場(chǎng)的快速發(fā)展,用戶對(duì)手機(jī)性能規(guī)格的要求也在不斷地提高,而要做到這一點(diǎn)必須要保持半導(dǎo)體工藝制程的進(jìn)步?!叭缃竦氖謾C(jī)處理器的運(yùn)算能力幾乎就是一臺(tái)微型PC,按照摩爾定律,芯片上集成的晶體管越來(lái)越小,越來(lái)越多,成本不斷下降,而運(yùn)算能力則不斷提升,使得移動(dòng)處理器可以做更多的應(yīng)用。”陳慶安表示,不管是今天的智能機(jī)還是未來(lái)的虛擬現(xiàn)實(shí),都是半導(dǎo)體工藝進(jìn)步帶來(lái)的結(jié)果,這也就是為什么智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)會(huì)成為如今半導(dǎo)體發(fā)展驅(qū)動(dòng)的龍頭。
聯(lián)芯科技有限公司副總裁成飛
聯(lián)芯科技有限公司副總裁成飛在接受本刊記者采訪時(shí)表示,計(jì)算能力、功耗控制、成本、供應(yīng)量等都是智能手機(jī)處理器不斷進(jìn)行技術(shù)節(jié)點(diǎn)演進(jìn)的動(dòng)力,每一代SP處理器因用戶的需求而尋求更高效的解決方案,包括通信架構(gòu)、基帶算法、外設(shè)接口、存儲(chǔ)架構(gòu)、目標(biāo)成本等需求又倒逼半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步,來(lái)實(shí)現(xiàn)并超越摩爾定律下用戶的預(yù)期,以超額利潤(rùn)消除巨大的成本壓力,進(jìn)而不斷循環(huán),形成增量,加速的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)。
“SP處理器問世以來(lái),半導(dǎo)體工藝更新速度明顯加速,這在以往的發(fā)展歷史上是前所未有的,以智能手機(jī)作為硬件平臺(tái)的處理器工藝,演進(jìn)速度已接近技術(shù)極限?!背娠w進(jìn)一步表示,為應(yīng)用和軟件提供了廣闊可靠而價(jià)格低廉的產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境,新的應(yīng)用模式和產(chǎn)品定義將帶動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步健康發(fā)展。
隨著演進(jìn)速度已接近技術(shù)極限,摩爾定律對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推斷正在被打破,以智能手機(jī)為核心驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)處理器已實(shí)現(xiàn)了14納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)。陳慶安表示,實(shí)際上當(dāng)前的半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)做到了10納米,摩爾定律正在被打破,但還沒有被打破,仍在延續(xù),而10納米也不是極限,7納米是目前我們看到的最先進(jìn)工藝。
資深半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)專家莫大康教授認(rèn)為,對(duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)日趨成熟的重要標(biāo)志是,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的經(jīng)典——摩爾定律已經(jīng)正式被修正,由之前的每?jī)赡昵斑M(jìn)一個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn),改為如今的2.5年或3年。
成飛對(duì)此表示認(rèn)同,并稱,摩爾定律仍有指導(dǎo)意義,從手機(jī)處理器的發(fā)展來(lái)看,10納米、7納米均已進(jìn)入驗(yàn)證階段,未來(lái)技術(shù)極限應(yīng)低于7納米。
聯(lián)發(fā)科副總經(jīng)理、CTO周漁君
聯(lián)發(fā)科副總經(jīng)理、CTO周漁君在接受本刊記者采訪時(shí)表示,過去業(yè)界認(rèn)為20納米是物理極限,隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)一步突破,未來(lái)將會(huì)往更小的方向發(fā)展,目前看到的物理極限是5納米節(jié)點(diǎn),而在當(dāng)前的10納米節(jié)點(diǎn)上,聯(lián)發(fā)科會(huì)走在前沿,將在今年年底發(fā)布采用FinFET工藝10核10納米的X30移動(dòng)處理器。
莫大康教授告訴記者,許多頂級(jí)IDM大廠紛紛在28納米制程開始停止跟蹤摩爾定律,轉(zhuǎn)而擁抱代工,導(dǎo)致全球代工業(yè)的表現(xiàn)一枝獨(dú)秀。這也是目前三星、臺(tái)積電等代工廠商大者恒大的原因,而摩爾定律的指導(dǎo)意義仍在。
事實(shí)上,對(duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及摩爾定律所引導(dǎo)的物理極限,目前很難去界定半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的極限節(jié)點(diǎn)到底是多少。陳慶安告訴記者,無(wú)論是7納米,還是未來(lái)的3納米節(jié)點(diǎn),距離技術(shù)極限仍會(huì)有一段距離,所謂的技術(shù)極限要看如何定義它。從摩爾定律的角度來(lái)看,技術(shù)發(fā)展的極限不僅僅是一個(gè)技術(shù)問題,更多的是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題。無(wú)論是7納米,還是未來(lái)的3納米,在技術(shù)上都可以實(shí)現(xiàn),但最終它是不是能夠符合客戶和用戶的需求,這就是影響了該技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵。所以,半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展極限目前并不明確,但我們不能夠低估這個(gè)產(chǎn)業(yè)的能力,幾十年來(lái),很多人認(rèn)為摩爾定律走不下去,但實(shí)際上它延續(xù)至今,原因在于現(xiàn)有的很多廠商會(huì)不斷去在技術(shù)的發(fā)展上進(jìn)行改良,超越原本的一些極限。所以我們不能低估產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力,即使摩爾定律不能走下去,這不代表它沒有辦法繼續(xù)創(chuàng)新,比如現(xiàn)在有人提出了More than Moore理念,采取將幾個(gè)硅片同時(shí)放在一個(gè)芯片去達(dá)成摩爾定律沒有辦法實(shí)現(xiàn)的一些突破,所以說(shuō),對(duì)整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來(lái)講,還是會(huì)持續(xù)有創(chuàng)新來(lái)推動(dòng)行業(yè)向前發(fā)展。