近日，在比利時(shí)安特衛(wèi)普舉辦的未來(lái)峰會(huì)上，IMEC(微電子研究中心)發(fā)布報(bào)告，探討了直至2036年左右的半導(dǎo)體工藝、技術(shù)路線圖。
IMEC是一家成立于1984年的權(quán)威半導(dǎo)體研究機(jī)構(gòu)，位于歐洲，研究方向包括微電子、納米技術(shù)、信息通訊系統(tǒng)技術(shù)(ICT)、芯片制程技術(shù)、元件整合、納米技術(shù)、微系統(tǒng)和元件、封裝等各個(gè)方面。
IMEC的名氣不如Intel、ARM、ASML、臺(tái)積電、三星、中芯國(guó)際等等芯片設(shè)計(jì)、制造商，但同樣是重量級(jí)玩家，尤其是在基礎(chǔ)技術(shù)研究、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化方面扮演著至關(guān)重要的角色，與上述巨頭都有密切合作，還在與ASML合作推動(dòng)EUV光刻技術(shù)。
在談?wù)撀肪€圖之前，首先解釋一點(diǎn)，X納米工藝行業(yè)都標(biāo)注為“Nx”(nanometer)，而在納米之后將是“埃米”，標(biāo)注為“Ax”。事實(shí)上，2nm之后就開(kāi)始使用埃米了，A14就等于1.4nm。
IMEC預(yù)估的路線圖上，每一代工藝穩(wěn)定間隔兩年時(shí)間推進(jìn)，但目前看應(yīng)該是初步投產(chǎn)時(shí)間，而非量產(chǎn)商用時(shí)間，比如N3 3nm，路線圖上標(biāo)注2022年，但今年是看不到實(shí)際產(chǎn)品的。
之后將陸續(xù)是N2、A14、A10、A7、A5、A3、A2，最后的A2也就是0.2nm，預(yù)計(jì)在2036年左右實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)然，不同廠商的路線圖是不一樣的，比如Intel還有一個(gè)A18，臺(tái)積電則跳過(guò)了N3。
在晶體管技術(shù)層面，IMEC認(rèn)為，現(xiàn)有的FinFET只能維持到N3工藝，之后的N2、A14將轉(zhuǎn)向GAA環(huán)繞柵極、Nanosheet納米片技術(shù)，而再往后的A10、A7會(huì)改用Forksheet。
A5時(shí)代開(kāi)始必須使用CFET互補(bǔ)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，而到了A2工藝，還要加入Atomic原子通道。
自然，每一家廠商的技術(shù)路線也不一樣，哪個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)上應(yīng)用什么技術(shù)，也都有各自的考量。
值得一提的是，對(duì)于柵極間距(meta Pitch)這一衡量工藝先進(jìn)性的重要指標(biāo)，未來(lái)進(jìn)一步縮減將越發(fā)困難，A10工藝可以達(dá)到16nm，A7工藝只能到16-14nm，之后的A5、A3、A2工藝都停留在16-12nm。
IMEC統(tǒng)計(jì)歷史數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，52年過(guò)去了，從晶體管數(shù)量角度看，摩爾定律依然堅(jiān)挺，而目前的晶體管數(shù)量之王屬于蘋(píng)果M1 Ultra，通過(guò)雙芯封裝達(dá)到了1140億個(gè)。
不過(guò)，芯片設(shè)計(jì)成本確實(shí)在飆升，16/14nm工藝需要1億美元出頭，10nm工藝大約1.8億美元，7nm工藝猛增到近3億美元，5nm工藝則是大約5.5億美元，未來(lái)肯定會(huì)繼續(xù)暴漲。
