英特爾重回摩爾定律兩大武器：極紫外光+三五族半導體材料

2020-09-19

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英特爾在14納米及10納米製程推進出現延遲，已影響到處理器推出時程，也讓業界及市場質疑：摩爾定律是否已達極限?不過，英特爾仍積極尋求在7納米時代重回摩爾定律的方法，其中兩大武器，分別是被視為重大微影技術世代交替的極紫外光(EUV)，以及開始採用包括砷化銦鎵(InGaAs)及磷化銦(InP)等三五族半導體材料。

摩爾定律能否持續走下去，主要關鍵在於微影技術難度愈來愈高。

目前包括英特爾、台積電、三星等大廠，主要採用多重曝光(multi-patterning)的浸潤式微影(immersion lithography)技術，但當製程技術走到10納米世代時，高密度的邏輯IC需要進行至少4次的曝光製程，製造成本自然大幅拉高。

為了解決微影曝光製程的成本問題，半導體大廠近幾年已著手進行EUV微影技術的研發，近一年來，EUV技術雖然有明顯突破，但在量產上仍未達到該有的經濟規模。

不過，根據EUV設備大廠艾司摩爾(ASML)的說明，今年若能將每日曝光晶圓產能提高到超過1,500片，將有助於業界開始採用EUV技術。

英特爾已規畫在7納米製程開始採用EUV技術，若是可以達到量產經濟規模，則英特爾可望在7納米世代重新回到摩爾定律的循環。

至於台積電部份，已計劃在7奈米開始進行試產，若一切順利，將可在5奈米世代開始導入EUV技術。

不論英特爾或台積電，EUV量產的時間點約落在2020年左右。

半導體材料也是延續摩爾定律的重要改變。

英特爾已開始試著採用包括砷化銦鎵(InGaAs)及磷化銦(InP)等三五族半導體材料，希望能夠在7納米之後進行材料上的改變，只要能重回摩爾定律的循環，英特爾的處理器發展策略就可回到二年循環的軌道。

台積電16納米開始採用鰭式場效電晶體(FinFET)製程，而10納米及7納米世將延續採用FinFET技術，而到5納米之後，也已計劃更改半導體材料。

據了解，台積電很有可能會在5納米世代採用InGaAs的三五族半導體材料，來維持摩爾定律的有效性。

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