半导体工艺微细化遇阻

　　英特尔在22nm工艺中导入三维晶体管，其他公司从15mm工艺开始导入

　　2011年，半导体工艺相关的最大话题就是三维晶体管的实用化。英特尔公司2011年5月宣布将采用三维晶体管。该公司的三维晶体管“Tri-Gate”的构造与Fin FET相近，在通道两侧和上部三个方向设置了栅极电极。将用于2011年底开始量产的22nm微处理器。

　　而TSMC和GLOBALFOUNDRIES等很多业内企业均表示将从2014年前后开始量产的15nm工艺开始导入三维晶体管。关于这种差异，TSMC表示，“根据我们的研究结果，20nm以前利用平面构造就能充分发挥性能”。另外TSMC还承认，如果导入三维晶体管，在设计支持方面会产生巨大负担。22/20nm工艺利用平面构造和三维构造均能实现所需的性能，英特尔公司由于是制造自公司的芯片，设计支持负荷较轻，而TSMC和GLOBALFOUNDRIES是承包其他公司的芯片制造，设计支持比较重要。极有可能是这种业务形态的差异使得三维晶体管的导入时间不一致的。

　　另外，将来不仅是晶体管构造，其组成也会大幅发生变化。为提高晶体管的性能，正考虑将长期以来一直使用的硅(Si)换成锗(Ge)及III-IV族材料。通过推进这种改良，晶体管技术有望微细化至8nm。

　　TSMC宣布建设450mm晶圆量产线

　　TSMC公司于2011年1月27日宣布了建设450mm晶圆量产线的计划。首先，2013～2014年将建设面向20nm工艺的试产线(Pilot Line)。将在台湾新竹“Fab12”的Phase6导入支持450mm晶圆的生产设备。计划2015～2016年建设量产线，将在台中“Fab15”的Phase5导入相应生产设备。

　　450mm晶圆相关技术正作为重点项目由业内联盟推进开发。作为其中一环，英特尔、美国IBM、GLOBALFOUNDRIES、TSMC以及韩国三星电子五家公司针对450mm晶圆实施了联合项目。五家公司将统一步调，加速从现有的300mm晶圆向新一代450mm晶圆过渡。

　　不过，450mm晶圆相关技术的开发在2011年迎来了所谓的“青黄不接时期”。这是因为，在大口径化技术开发初期阶段所需的晶圆和搬运系统的开发，以及与其相关的工厂自动化的标准化取得发展的同时，工艺装置的开发及初见成效的时间是在今后。

　　因此，在2011年底举行的“Semicon Japan 2011”上基本没看到450mm晶圆相关的新展示。当然，450mm晶圆相关的展示有很多。还展示了450mm晶圆用搬运系统、搬运机器人、晶圆夹头、晶圆加热器以及支持450mm晶圆的溅射靶。不过，据说这些全部是2010年展示过的产品。