决战FinFET芯片 三星台积电谁将突围.doc

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1、决战FinFET芯片三星台积电谁将突围　　目前半导体业界中，晶圆代工领域最热门的话题就是高通（Qualcomm）新的手机芯片代工订单花落谁家？以及苹果iPhone6的A8芯片后续动向，韩厂三星与台厂台积电之间的新制程竞争，越演越烈，双方都在20纳米（nm）以下制程抢攻订单，并设法让新制程16nm、14nm等世代脚步加速，以求击败对手取得关键零组件订单。　　　　先前三星在争取iPhone6的A8其实失利，苹果选择了台积电，但在2014年初台积电的20nm良率也还不稳定，当时苹果有回头跟三星谈A8也局部让三星生产的可能性。　　不过，三星决定不积极抢攻20nm，选择直接

2、攻取14nm制程与苹果下一代的处理器芯片A9。现阶段14nm的成熟度、进度已经不错，领先台积电的16nm进度，对于争取到苹果下一代的A9处理器有相当高的机会。因此2015年下半年之后可能影响台积电目前的Apple订单。　　科技新报在苹果新处理器于半导体圈获得的资料显示，1x纳米的A9处理器大规模样用是2016年的事，未来下一颗20纳米制程的苹果Ax系列处理器，其实还是A8的改良版，姑且称之为A8X吧。　　　　　　三星积极强化零组件与半导体代工事业　　未来韩厂三星的构想是，让该公司原本过度压宝在智慧型手机上的态势，转变成对全球稳定的零组件供应者，同时连晶圆代工也是一

3、流的稳定供应者。同时，在规则上，与设备厂合作，还有拥有晶圆代工技术的大厂合作，设法让联盟的技术授权采更开放的态度，也对台积电会造成一些影响。　　除了日前传出美国大厂高通新芯片将采用三星的14nmFinFET，绘图处理器大厂AMD、Nvidia也传出有意愿使用三星的新制程。　　三星目前在14nm已有二个版本，第一版研发完成，改良版正在开发中，这是要解决第一版的问题，并缩小Diesize。由于进度比台积电快，台积电才因此进行夜鹰计划，三班制赶进度，不然可能在这个次世代制程无法击败三星。　　　　高通的确切动向将透漏玄机　　根据半导体业界的情报，高通既然已经在三星投片试产

4、14nm制程芯片，数量虽然不多，但已经是一个好的开始。但会不会继续在台积电维持友好关系，高通同样在台湾也有投片试产新制程，但可能进度没有在三星的快。由于业界有其他半导体芯片厂商的失败经验，高通目前这种多合作夥伴的规则可能还是得做，但最后会选择技术力与稳定度高的为主要代工合作夥伴。　　换言之，2015年的14nm/16nm等级的竞争，三星有部份领先台积电的态势，但台积电也积极加速16nm制程，并且提前10nm制程计划，能否击退三星，仍需要时间观察。　　　　延伸阅读　　　　FinFET的介绍　　十多年前，技术人员便已经开始研究与FinFET以及其它与下一代晶体管结构技

5、术有关的技术，不过今年5月份，Intel将这项技术从阳春白雪的研究室搬到了面向市场和公众的大舞台上。虽然他们让三栅技术走向前台的动机未必纯洁--从很大程度上看是为了在移动设备芯片市场向ARM阵营施压，而不是为了改善电路设计，减小半导体器件信噪比，推动半导体技术向前发展等冠冕堂皇的目的。　　从本质上说，Intel口中所谓前无古人的三栅技术，在业内专家的眼里看来其实就是一种彻头彻尾的FinFET技术，其与人们已经研究了十多年的FinFET并没有本质的区别。一位专家表示：“其实业内所有的厂商都在开发FinFET技术，两者唯一的区别就是Intel的那一套鼓动人心的说辞。”

6、　　总的来看，其实包括FinFET在内的所有下一代晶体管结构技术，其革新的思路都是基于全耗尽型沟道的理念。简单地说，全耗尽沟道技术令栅极对沟道处形成电场的控制能力大为增强，在栅极的控制下，当器件需要处于关闭状态下时，沟道中所有的载流子均会被耗尽，这样沟道将不再具备任何导电能力，也就意味着晶体管漏源极导电通路的彻底关闭。　　那么全耗尽沟道技术又是如何做到这一点的呢？在传统的部分耗尽型平面晶体管中，由于漏源极与硅衬底形成反偏的PN结结构，因此其周围有耗尽层结构存在，加上沟道的深度有限，这样沟道处的电场就会受到这些因素的干扰而偏离理想的状态。要解决这个问题，可以采用令沟

7、道区域的硅膜厚度极薄，薄到与沟道的深度相同，并且拉大沟道与漏极反偏结的距离的方法，来构造全耗尽型的沟道区。　　FinFET的解决方法是另沟道从硅衬底表面竖起，形成垂直型的沟道结构（又被人们形象地称为Fin-鳍片），然后再在鳍片表面构造栅极。FinFET的鳍片厚度极薄（如图2），且其凸出的三个面均为受控面，受到栅极的控制。这样，栅极就可以较为容易的在沟道区构造出全耗尽结构，彻底切断沟道的导电通路。　　　　FinFET器件实现了从130nm节点人们便一直梦寐以求的极高伏安性能。但是这种技术同时也带来了新的问题。如何制造符合要求的FinFET器件便是难题之一。应用材料公

8、司的高管K