TSMC-蒋尚义：自主创新推动半导体技术升级.doc

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1、TSMC蒋尚义:自主创新推动半导体技术升级世纪80年代中期，晶圆代工企业的出现改变了集成电路产业的游戏规则，使全球半导体产业的生态系统发生了革命性的变化。随着集成电路特征尺寸进入32纳米节点，“摩尔定律还能走多远”成为业界关注的话题。作为专注于集成电路制造的企业，如何在新的工艺节点抢占先机？如何面对即将到来的器件物理极限？如何拓展新的业务领域？就此话题，记者日前专访了TSMC研发资深副总裁蒋尚义。受访人：TSMC研发资深副总裁蒋尚义时间：2010年5月26日地点：北京香格里拉饭店推动半导体技术不断升级记者：TSMC开创了专业从事晶圆制造的Foundry模式，并取得了成功。你认为这种产业模式

2、未来是否还具有生命力？蒋尚义：TSMC自成立至今已有23年历史。在过去的23年中，我们不断地看到采取IDM（集成器件制造商）模式的公司逐渐放弃芯片制造业务，转型成为Fabless（无生产厂集成电路设计公司）或Fablite（轻制造设施）公司，而不是相反。晶圆制造是一个资金密集型的产业，以TSMC为例，我们每增加1元钱的投资，能得到的年销售收入增长是0.5元，普通公司很难承受这样的投资强度。同时，从事晶圆制造行业必须非常注重规模效应，对于企业而言，通常产能规模越大，其生产成本就越低。如今，IDM模式的公司越来越少，足以说明Foundry模式具有强大的生命力，也足以说明TSMC最初选择的发展道

3、路是正确的。记者：两年前，TSMC和英特尔、三星一起宣布，共同推动18英寸生产线在2012年问世。你认为这个目标是否还能够按当初的计划得以实现？蒋尚义：在过去数十年中，半导体晶圆直径从4英寸、6英寸、8英寸直到12英寸，大概每隔10年晶圆尺寸就会有一次升级。如果按照这个规律进行推算的话，18英寸生产线应该在2011年或2012年被推出，但从目前的情形来看相当具有挑战性，其中最重要的原因是设备制造商的研发成本太高，而且在他们付出巨额的研发费用之后，得到的结果是销售的设备数量却较前一世代线减少，因此他们对升级到18英寸并没有多大兴趣。当前的半导体设备制造业与过去数十年有一个很大的不同，就是在集

4、成电路生产的几个关键环节，其设备供应商几乎都是一家独大，而不是像过去那样可以形成两三家企业竞争的局面，这也在一定程度上影响了设备供应商推动其产品更新换代的积极性。我认为，从12英寸升级到18英寸，最大的障碍与其说是技术上的，不如说是经济上的。不过，TSMC会一如既往推动半导体产业的升级。记者：TSMC在28nm节点转向了GateLast(后栅)工艺，你如何看待GateLast和GateFirst(先栅)两种技术的前景？集成电路设计公司对此持何种态度？蒋尚义：我们现在面临的情况跟上世纪80年代初所遇到的问题有些类似。当时，半导体业界刚刚开始从NMOS工艺转向CMOS工艺。我们知道，CMOS器

5、件融合了NMOS和PMOS两种器件的构造，CMOS工艺至今仍是主流的工艺技术。当时，人们试图沿用NMOS工艺的做法，在CMOS器件中统一采用N+掺杂的多晶硅材料来制作栅极，但发现其中的PMOS性能非常不好。为此，部分厂商试图往PMOS管的沟道中掺杂补偿性的杂质材料，尽管取得了一些效果，但此举又带来了很多副作用。我们今天面临的难题仍然是NMOS和PMOS两种构造在CMOS器件中共存的问题。以前，TSMC一直采用先制作栅极、后制作源/漏极的GateFirst工艺，但GateFirst工艺有一个先天的限制，就是同一个器件其栅极材料只能用一种。对于单纯的NMOS器件或PMOS器件来说这是没有问题的

6、。但对CMOS工艺而言就无法兼顾两种构造，目前业界普遍的做法是在选择栅极材料的时候尽量迁就性能较强的NMOS器件，因此PMOS的性能就相对较差。TSMC在28nm节点转向GateLast工艺，GateLast工艺是在制作完源/漏极之后再制作栅极，可以分别针对NMOS和PMOS沉积不同的栅极材料。这样，就解决了栅极材料无法使NMOS和PMOS两种构造同时达到性能最佳化的问题。尽管有业内企业在28nm节点仍然采用GateFirst工艺，但我相信，在20nm节点，他们必然也会转向GateLast。对集成电路设计企业而言，他们也非常希望工艺路线能尽快得到统一，否则会给他们的设计工作带来很大的困扰。

7、记者：从IC制造的角度来看，光刻技术也是必须突破的瓶颈。你认为目前193nm浸润光刻技术会在哪个技术节点宣告终结？蒋尚义：在40nm节点，TSMC仍然使用的是193nm波长的浸润式光刻设备，在28nm和20nm节点，我们还将继续使用这种设备，但在光罩技术方面需要进一步的创新做法。我认为，在未来的15nm或14nm节点，即便193nm波长的光刻设备在技术上还能满足需求，但在成本上已不具经济效益优势。届时，就需要引入EUV(