栅极三星阈值台积电蒋尚义:微缩化与大口径我们都要领先_我的网站

栅极三星阈值台积电蒋尚义:微缩化与大口径我们都要领先

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目前,在代工业界具有压倒优势的是台湾台积电。台积电2009年的销售额约达90亿美元,占了约一半的市场份额,把第二位以后的企业远远甩在身后。该公司2010年宣布将进行有史以来最大的设备投资,明显地要进一步扩大其竞争优势。就支持这项投资的技术策略,我们采访了该公司研发部门的负责人蒋尚义副总。

问:贵公司计划2010年要进行48亿美元的设备投资。为什么要决定进行如此大规模的投资?

答:是由于市场对以65~40nm工艺等尖端技术的需求极其强烈。需求急剧高涨,令我们感到吃惊。为了满足这种需求,我们判断有必要大规模投资。

过去有一个时期曾预测,随技术的进步,因设计和掩模的成本会不断上升,尖端逻辑电路LSI的设计件数会逐渐减少。但从晶圆片数的角度看,顾客对尖端技术产品的垂询实际上在持续上升。从事尖端逻辑LSI生产的客户数量确实有所减少,但所生产的晶圆总量却并未减少。

问:贵公司在2010年第二季成为第一个量产28nm产品的半导体代工企业。已有20家以上的客户,并获得了来自大型FPGA供应商美国Altera公司与美国赛灵思(Xilinx)公司的订单。

答:我们很高兴获得来自Xilinx的订单,它此前是我们竞争对手的客户。像Xilinx和Altera这样与率先导入最尖端技术的半导体制造厂商合作,可使得技术开发和量产得以尽早开始,因而具有重大意义。这会加强晶圆代工业务的优势地位。此次,我们向Xilinx提供了使用高介电金属栅极的低功耗版工艺技术。

问:高介电金属栅极技术采用后栅极制造法,是因为它是在Atom核的基础SoC的制造上与贵公司有合作关系的英特尔的量产方式吗?

答:我们与英特尔没有合作关系。选择这种方法完全出于技术上的考量。

我们当初曾开发了前栅极高介电金属栅极(gate-firsthigh-k/metalgate)。但发现在晶体管阈值电压的控制上碰了壁:因为很难在nMOS上获得低阈值电压。这就是nMOS和pMOS都使用相同的栅极金属材料的原因。

因此,我们对阈值电压控制的自由度予以了高度重视,选择了nMOS和pMOS可使用不同栅极金属材料的后栅极方式。虽曾有过对制造成本的担心,但实际上成本与前栅极技术大约相同。

问:贵公司竞争对手GLOBALFOUND-RIES公司和三星的32~28nm芯片都采用前栅极法。

答:目前采用前栅极法的厂商,最早可能在22~20nm工艺时就将会转而采用后栅极法。如上述所提到的,是由于前栅极法难以在pMOS上获得低阈值电压,因此难以实现高速版工艺。要使阈值电压高,则为提高工作速度的电源电压就要上升,功耗就会变大。即使从微细化的角度看,前栅极法也不利。

pMOS和nMOS需要使用不同的栅极材料这一点,已为过去的历史所证明:约20年前,许多厂商探讨过将n型多晶硅栅极(n-typepoly-Sigates)同时用于nMOS和pMOS用的可行性,但结果还是在nMOS采用n型栅极,而pMOS采用p型栅极。


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