A próxima tecnologia de chips de 5 anos

Definir as notícias da micro-malha Recentemente, as partes interessadas da indústria de semicondutores se sentem para explorar o futuro 5 anos nas perspectivas de desenvolvimento de tecnologia de chips, as mudanças no padrão, a introdução de novas tecnologias e o planejamento de materiais para participar dessa troca são: diretor de pesquisa da Lam Rick Gottscho, GlobalFoundries Mark Dougherty, vice-presidente de engenharia de módulo avançado, David Shortt, técnico do KLA-Tencor, Gary Zhang, vice-presidente de produtos de litografia da ASML e Shay Wolfling, CTO da Nova Measuring Instruments.

Da esquerda para a direita: Shay Wolfling, Rick Gottscho, Mark Dougherty, Gary Zhang, David Shortt.

Moderador: Olhando 10 / 7nm, entrará em 5nm ou 3nm isso? Isso é mais difícil do que esperávamos? É possível?

Dougherty: Embora não tenhamos encontrado uma solução mais adequada, acreditamos que seja possível, mas não se espera que tal objetivo seja alcançado em linha reta, nem será hiperbólico ou exponencial.

Gottscho: Eu concordo. O caminho para 5nm é óbvio. FinFETs será estendido para pelo menos 5nm, também pode ser estendido para 3nm. Haverá outras soluções, haverá novos materiais, haverá mais desafios. Sabemos que a produção As regras de design 5nm são fintas de 150nm de altura. A fabricação de manufatura é uma coisa, como evitar que eles colapsem é outra questão. Há muitos desafios, mas ainda somos firmes.

Shortt: Cerca de 30 anos atrás, eu li um artigo que explicava claramente por que é impossível usar técnicas de imagem para criar dispositivos que são menores do que o comprimento de onda da luz, e todos sabemos o que isso significa, As apostas estão todas erradas, e agora parece que podemos fazê-lo. Parece que não podemos fazer algumas gerações de artesanato, mas, no final, sempre podemos fazê-lo. Como testador, fiquei surpreso por que esses dispositivos fossem fabricáveis Com a NAND 3D, podemos fazer esses produtos incríveis.

Zhang: Sabemos, pelos clientes da cadeia de suprimentos, que a microfilmagem ainda não terminou. Na fotolitografia, fizemos muito esforço na EUV para levar em prática o novo nó do processo. No roteiro, NA é uma extensão, por isso temos uma solução em termos de impressão e gráficos, e enfrentamos um desafio maior na forma como gerimos complexidade e custo, mas sim.

Wolfling: Eu concordo, mas o problema não é fácil de lidar porque funciona de várias maneiras. Há espaço para estender o transistor, ou pode ser nanoflakes, mas onde é a intersecção? 3nm ou 2nm? Até certo ponto Existem vagas da indústria que podem ocorrer em EUVs e também podem ocorrer em finFETs. O problema é onde isso acontecerá.

Moderador: No entanto, temos algumas questões importantes a resolver. Existem interconexões, atrasos RC, há muitos problemas que ninguém pode resolver. Por exemplo, na lógica do fabrico e medição, qual é a nova opinião?

Dougherty: os desafios que eu vejo são realmente o número de opções e a tecnologia utilizada para a produção em massa está aumentando. Revisando as gerações passadas de artesanato que você conhece mais ou menos sobre materiais e estruturas básicas que você vai usar Agora, quando você olha para a frente A 7nm e além, nosso mapa rodoviário do fornecedor mostra que poderia ser qualquer um desses 10. A resposta é alguma combinação deles, mas filtrar essas diferentes opções nos nós avançados requer mais trabalho, Pode não ser uma única solução, e durante o maior tempo na indústria, todos são consistentes no último minuto da mesma solução. Podem haver alguns desentendimentos, como as conseqüências da metalurgia.

Zhang: O problema não é que você atinja a parede, mas que você tenha muitas estradas. A questão é como exploramos tudo isso. Desde o início, eles podem ser promissores, mas difíceis de dizer qual é rentável e qual é o bem Isso faz parte do investimento necessário - para investigar diferentes materiais e diferentes direções, e não acho que o problema é que estamos enfrentando um dilema.

Moderador: Estamos diante de muitas escolhas, certo?

Gottscho: Sim.

Zhang: Nós discutimos a questão de medir o tamanho abaixo de um segundo, e agora podemos fazê-lo em 3D, então temos uma solução para a medição, e temos uma maneira de resolver todos os problemas que queremos medir, o que ainda é É um problema

Shortt: O que eu vi ao longo dos anos é que, desde o conceito até os embarques reais, o tempo de ciclo de ponta a ponta está ficando cada vez mais longo, por isso precisamos começar mais cedo. Temos várias gerações de processos que são transversais, a qualquer momento Estamos recebendo muitas boas idéias, mas temos que começar a pensar nelas mais cedo e fazer o downsizing técnico para descobrir o que funciona e o que não é, e depois para continuar, então para nós, Os custos de ponta a ponta estão ficando cada vez maiores. Mas, com um gerenciamento adequado, você reduz o risco técnico desde o início, abandona rapidamente as idéias não viáveis ​​e, em seguida, mantém essas idéias úteis.

Moderador: Outra envolve todos estes lógica 3D NAND é que nós temos expandido para 48 camadas continuará a expandir, ainda há limites.?

Gottscho: Espera-se que continue aumentando por algum tempo, e estou otimista em relação ao futuro porque agora vimos uma abordagem de 256 camadas, mas acho que as pessoas na indústria de semicondutores precisam ser cautelosas e já é muito desafiador alcançar 128 A pressão sobre a máscara é uma grande preocupação, e não seria apropriado que a bolacha se pareça com um chip de batata. Outro grande problema é a gravura do buraco, que eu vi mais nos 35 anos de gravura a água-forte Desafiante são as camadas alternadas de óxido e nitreto, ou óxidos e polímeros, com proporções próximas de 100: 1. Mas, neste ponto, já temos uma linha de solução e estamos trabalhando em três gerações de tecnologia Isso alcançará uma produção em larga escala nos próximos 10 anos.

Shortt: você vê o futuro do 3D NAND em 100 passos para completar a gravura?

Gottscho: isso é difícil de dizer, e nossa estratégia é mover a tecnologia de gravura até a proporção de aspecto máxima porque acreditamos que é vantajoso fazer o máximo de benefício possível entre nossos clientes.

Wolfling: Depois de começar a empilhar, se você tiver de 3 a 4 gerações e empilhando-as, isso não vale a pena o dinheiro, e quanto mais você empurra a gravura, mais tempo você gasta nessa direção.

Moderador: Outra parte fundamental da arquitetura de von Neumann é DRAM. Podemos dar um passo adiante e aplicar a tecnologia 1x para 1y, ou precisamos recorrer a outras tecnologias, como Phase Change Memory ou STT-RAM?

Zhang: Nossos clientes estão seguindo o caminho 1x, 1y, 1z e tentando espremer outro nano, que existe há alguns anos, e isso vai acontecer. Até onde é desconhecido, exceto que não vimos outro dispositivo que possa substituir o DRAM, e nós vimos o XPoint como outra solução de memória viável que se conecta à atual arquitetura de memória.

Dougherty: Mas você acha que há outra opção de time-to-go? Embora não saibamos quais são os pontos de interseção, certamente há muito trabalho a fazer em todas essas tecnologias de armazenamento diferentes.

Zhang: É por isso que as pessoas estão olhando para o XPoint e outras tecnologias de armazenamento para ver se eles podem empurrar isso em termos de custo, desempenho e resistência, mas continua a ser visto como DRAM pode caber.

Shortt: vimos a previsão de KLA-Tenco de que 3D NAND será usado muito mais cedo, mas 3D NAND pode empurrar uma ou duas gerações além do que muitos esperariam, o que atrasa o início do 3D. Também acontece com DRAM, e eles empurram o máximo que podem.

Gottscho: Eu vejo a diferença entre a DRAM e as dinâmicas NAND 2D / 3D porque a 3D NAND está pronta antes que a NAND 2D se esgote e parece que não há substituição de DRAM neste momento. Seja STT-RAM ou memória de mudança de fase Ou RAM resistiva, nenhuma das quais corresponde à velocidade ou resistência da DRAM. A necessidade é a mãe da invenção, e vemos pelo menos duas gerações após a 1x, e ouvimos sobre 1a. DRAM ainda tem a vida, Mas torna-se mais difícil e difícil. O MRAM pode ser usado como um componente de memória lógica incorporado. Não se parece a uma alternativa viável à DRAM de alta densidade.

Shortt: Não vimos muita demanda por medir essas novas estruturas, e já vimos algumas, mas não muitas.

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