半导体制造：跟随还是超越摩.doc

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1、半导体制造：跟随还是超越摩　　在这个半导体制程工艺即将面临更新换代之际，我们不妨从设计、制造和代工不同角度审视一下，迎接全新工艺的半导体企业的应对策略。　　新工艺新优势　　新制程一直是半导体工业发展的标尺，而为产品带来全新竞争力则是企业倾注心血钻研新技术最大的驱动力。每一代的工艺进步给半导体产品带来的性能和功耗提升是明显的。高效能、低耗电及更微小尺寸是半导体技术的三大发展趋势，随着便携电子产品成为市场主流，几乎所有集成电路的尺寸均朝更微小化发展。在同样尺寸的硅片上，新制程让制造商能够增加更多的功能，提高芯片的运行速度，或者降低功能成本。采用28nm先进

2、技术所带来的主要好处是能满足客户对高效能、低耗电、微小化的市场需求。　　作为除了Intel之外唯一坚持工艺研发的通用芯片IDM，意法半导体高级执行副总裁兼首席技术官Jean-MarcChery谈及制程进步表示，在消费电子市场上，机顶盒芯片(解码器)、网关和3D(HD)TV是制程从40nm技术节点向32/28nm节点升级的受益者，这些新制程可把芯片的处理性能提高30%左右，而功耗没有任何增加。此外，更小的特征尺寸让制造商能够在每颗芯片上集成更多的处理单元，从而提高计算能力和处理性能，例如，给用户带来出色的高清3DTV体验。在网络系统芯片方面，消费者将获得

3、数据速率达到14-25Gbit/s的产品，数据传输速率比上一代技术节点的10-14Gbit/s高出许多。　　关于新工艺带来的优势，TSMC中国区总经理陈家湘介绍，28HP制程最先采用先进的高介电层/金属闸(HKMG)技术，相较于40nm制程，此项制程在相同漏电基础上速度增快约25%，而在相同速度基础上漏电亦可降低约50%。目前28nm制程区分为Gate-First(栅极最先)以及Gate-Last(栅极最后)二种方式。由于Gate-Last技术具有同时兼顾P-type及N-type晶体管临界电压(Vt)调整的最佳优势，TSMC已宣布在高效能及低耗电制程

4、，为客户采用Gate-Last技术。另一方面，TSMC在业界的领导地位奠基于“先进技术、卓越制造、客户伙伴关系”三位一体的差异化竞争优势。2010年，TSMC已为客户的28nm可编程逻辑门阵列(FPGA)提供了先进的硅穿孔(ThroughSiliconVia)以及硅中介层(SiliconInterposer)的芯片验证(prototyping)服务。藉由自身研发的硅穿孔通道(TSV)及与集成电路制造服务业者兼容的晶圆级封装技术，TSMC承诺与客户紧密合作开发符合成本效益的三维集成电路系统整合方案。　　赛灵思的全新FPGA就是基于TSV技术的28nm新产

5、品，该公司亚太区销售及市场总监张宇清坦言得益于28nm工艺技术，赛灵思推出了统一架构，将整体功耗降低一半且具有业界最高容量(200万逻辑单元)的7系列FPGA产品，不仅能实现出色的生产率，解决ASIC和ASSP等其他方法开发成本过高、过于复杂且不够灵活的问题，使FPGA平台能够满足日益多样化的设计群体的需求。在28nm工艺节点上，静态功耗是器件总功耗的重要组成部分，有时甚至是决定性的因素。由于提高可用系统性能和功能的关键在于控制功耗，因此为了实现最高功效，首先必须选用适合的工艺技术。赛灵思选择了HKMG高性能低功耗工艺技术，以使新一代FPGA能最大限度

6、地降低静态功耗，确保发挥28nm技术所带来的最佳性能和功能优势。与标准的高性能工艺技术相比，高性能低功耗工艺技术使得FPGA的静态功耗降低了50%，总功耗也减少50%。同时，新一代开发工具通过创新时钟管理技术可将动态功耗降低20%，此外，通过部分重配置技术的增强，帮助设计人员进一步降低功耗并减少系统成本33%。　　Synopsys公司战略联盟总监KevinKranen认为企业纷纷向先进工艺迁移的主要原因有三点。　　成本/晶片面积/集成度：目标实现智能电话、平板电脑和智能电视等终端产品的物料(BOM)成本最低化。GF预计，他们的28SLP工艺密度是传统4

7、0LP工艺的两倍。通过将应用处理器、图形、内存控制器、视频编码/解码、标准连线接口(USB、MIPI)和标准无线接口(WiFi、蓝牙和LTE)集成在单一的系统级芯片上，企业可以大幅降低终端产品成本，并且可以制造出更小更薄的产品。集成后降低成本/缩小体积带来好处的例证之一就是iPad2使用的AppleA5。通过目前在45nm中的应用，集成使苹果公司产品与分立式芯片相比在成本、性能和外形方面具有显著优势。　　功耗：集成的诸多好处和使用高阶节点有助于降低功耗和延长电池寿命。GF估计，与传统的40G工艺相比，在指定速度下，他们的28HPP工艺每个交换机使用的功

8、耗减少了一半，待机功率也只有30%。　　性能：设计人员还可以在相同有效功率下从设计部分提高性能