摩爾定律邁入“后CMOS”時(shí)代

　　在英特爾(Intel)負(fù)責(zé)晶圓廠業(yè)務(wù)的最高長(zhǎng)官表示，摩爾定律(Moore’s Law)有很長(zhǎng)的壽命，但如果采用純粹的CMOS制程技術(shù)就可能不是如此。

　　“如果我們能專(zhuān)注于降低每電晶體成本，摩爾定律的經(jīng)濟(jì)學(xué)是合理的;”英特爾技術(shù)與制造事業(yè)群(technology and manufacturing group)總經(jīng)理William Holt，在近日于美國(guó)舊金山舉行的年度固態(tài)電路會(huì)議(ISSCC)上對(duì)近3,000名與會(huì)者表示：“而超越CMOS，我們將看到所有東西的改變，甚至可 能是電腦的架構(gòu)?！?/p>

　　Holt婉拒分享他所說(shuō)的“豐富多樣化”后CMOS (post-CMOS)技術(shù)，會(huì)有哪些獲得晶片制造商采用、或是何時(shí)采用;那些新技術(shù)包括自旋穿隧場(chǎng)效電晶體(span tunneling FET)、鐵電FET、自旋電子、新一代三五族材料…等等。但他聲明這些新技術(shù)不會(huì)出現(xiàn)在英特爾正在制作處理器圓形的10奈米制程。

　　在一般情況下，工程師們會(huì)盡可能延展CMOS技術(shù)的壽命;Holt表示，長(zhǎng)期來(lái)看，晶片制造會(huì)是不同技術(shù)與傳統(tǒng)CMOS的混合：“我們將看到混合的操作模式…(晶圓的)某些部份采用CMOS技術(shù)，相同晶圓上的新元件則為不同的優(yōu)勢(shì)最佳化?！?/p>

　　他 對(duì)于將照亮接下來(lái)十年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑、顯然還需要龐大研究工作的技術(shù)提供正面看法：“我不能告訴你在那些(后CMOS)技術(shù)中，哪個(gè)排第一或是最棒， 但是我們看到其中豐富的可能性…將在接下來(lái)幾年提供大量的機(jī)會(huì)，讓我們?cè)诖蛟炝慵璧募夹g(shù)上取得重大進(jìn)展;而挑戰(zhàn)在于厘清如何實(shí)現(xiàn)它們?！?/p>

　　到目前為止還有個(gè)大挑戰(zhàn)，是所有的后CMOS替代技術(shù)都有助于降低功耗，這是一個(gè)首要考量，但它們的執(zhí)行速度顯然比起CMOS電路緩慢得多;Holt拿這個(gè)問(wèn)題與一個(gè)世代以前工程師為了因應(yīng)當(dāng)時(shí)緊迫的功率需求、從雙極架構(gòu)轉(zhuǎn)為新的復(fù)雜CMOS的狀況比較。

　　很多種類(lèi)的后CMOS技術(shù)都能降低功耗，但也導(dǎo)致延遲

　　Holt表示，產(chǎn)業(yè)界需要專(zhuān)注于降低功耗與降低每個(gè)電晶體的成本;他重申英特爾已將22奈米與14奈米制程節(jié)點(diǎn)電晶體成本降低30%、稍優(yōu)于業(yè)界水準(zhǔn)的聲明，不過(guò)開(kāi)發(fā)最近幾個(gè)新制程節(jié)點(diǎn)的成本增加幅度，由傳統(tǒng)的10%增加到了30%。

　　他指出：“現(xiàn)在預(yù)測(cè)7奈米節(jié)點(diǎn)的細(xì)節(jié)還太早，但我們可以說(shuō)，我們?cè)?奈米節(jié)點(diǎn)的每電晶體成本降低幅度，在歷史線的范圍內(nèi)可能會(huì)更多──我們看到了一些降低成本的可行途徑?！?/p>

　　在專(zhuān)題演說(shuō)之后，Holt澄清，對(duì)英特爾7奈米節(jié)點(diǎn)的預(yù)測(cè)，目前落到延續(xù)自傳統(tǒng)電晶體成本下降趨勢(shì)、到英特爾在22奈米與14奈米節(jié)點(diǎn)收獲的些微改善之間的范圍內(nèi)：“不確定因素還很多，所以我們不知道我們會(huì)落在哪個(gè)點(diǎn)上?！?/p>

　　英特爾一直都沒(méi)有放棄希望，認(rèn)為可能在7奈米制程量產(chǎn)開(kāi)始后的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始采用超紫外光(EUV)微影技術(shù);EUV可能對(duì)7奈米制程的成本帶來(lái)顯著的影響，降低對(duì)多重圖形(multi-patterning)的需求。

　　此外Holt還指出英特爾10奈米制程將支援5個(gè)等級(jí)的電壓閾值，在既定節(jié)點(diǎn)內(nèi)的最佳化點(diǎn)(optimization points)之多樣化，可能會(huì)隨著后CMOS技術(shù)的加入而提升。

　　Holt表示，英特爾的10奈米制程將支援五種電壓閾值，提供更多功率選項(xiàng)遲