14nm的到来将摩尔定律再次掀翻

　　摩尔定律是推动集成电路性能前进的影响力参数。在过去数十年里集成电路数量每两年就翻一倍。现在这个步伐已经被超越?

　　至少14nm制程和FinFET技术的开发商是这么看的。英特尔、IBM、东芝、三星都在采纳14nm制程，并将在研发工作完成后尽快投入FinFET量产。

　　FinFET技术由加州大学伯克利分校的研究人员所发明，能够带来一些显著的性能提升，包括能够严格控制亚微米级下的短沟道效应、降低短态电流。

　　而且该技术能够以单个晶体管作为多门设备。使用实验性的闸极堆叠材料和设备架构也能显著影响模拟设备属性。

　　图1：14nm制程本质上更便宜、更简单。因为埋入氧化物层能够阻止蚀刻，让蚀刻变得非常简单。

　　IBM在行动

　　IBM已经开始转向14nm节点、SOI(绝缘层上硅)晶圆的FinFET技术。事实上，这家公司打算在所有14nm产品上采用SOI晶圆，包括IBM内部使用的服务器处理器和对外提供的ASIC。

　　IBM半导体研究中心副总裁Gary Patton最近在公共平台技术论坛解释了SOI相对块状硅(bulk silicon)晶圆的优势，“制程复杂度得到降低，因为埋入氧化物层能够阻止蚀刻，让蚀刻变得非常简单。而且14nm的成本问题也已经解决”。

　　从根本上说，这意味着14nm制程流程步骤的缩减已经抵消了SOI晶圆的成本。SOI的进一步优势是软错误发生率很低。

　　IBM已经通过SOI技术开发出DRAM设备。该公司认为进一步将该技术用于垂直配置设备相对简单的看法非常正确。

　　其它厂商

　　包括三星、GlobalFoundries、东芝在内的Fishkill联盟厂商已经准备投产14nm节点的FinFET。此外，IBM还与意法微电子和LeTI结盟开发平面SOI技术，以期榨干它的潜能。

　　相似的，研究组织Imec也开发出用于14nm逻辑芯片的早期版本制程开发包(PDK)。该PDK瞄准着一系列新技术，包括FinFET和超紫外线(EUV)光刻。

　　Imec及其合作伙伴正在用该PDK开发14nm测试芯片，将于今年晚些时候发布。该芯片能够促进14nm节点内的互联、制程、光刻元素以及电路性能。

　　对比其它公司“全力扑向”14nm的态度。台积电(TSMC)虽然早已宣布计划采用FinFET技术，但该公司并不打算在14nm节点成为主流制程以前将该技术推向客户。

　　早在2002年，台积电就演示了一种名为Omega FinFET的产品——能够在0.7V下工作的25nm晶体管。但该产品最终未能商业化。

　　有理由相信这些公司转向14nm FinFET技术的速度将超越摩尔定律最初晶体管数量每两年翻两倍的估算。

　　有小道消息称英特尔已经试图在未来几年里从14nm走向8nm。是时候让摩尔定律走入慢车道了?或许吧，唯一的疑问是到8nm将超越硅的理论运行限制。到时候会发生什么?答案是石墨。