延续摩尔定律 英特尔45纳米成为分水岭

    英特尔45纳米处理器将于本月正式宣布量产，全球独家首次采用高k金属栅技术，英特尔为半导体制造技术带来了一次革命，从而使摩尔定律进一步得到了延伸。

半导体业内资深人士中国电子报特约撰稿人莫大康

摩尔定律己到终点？

    摩尔定律象一盏明灯指引着全球半导体工业进步。如今摩尔定律不仅涵盖半导体,而且己延伸至计算机,硬盘等中。40多年来的实践证明了摩尔定律具有强大的经济生存能力。

    回顾半导体发展的历程，之前总是由两个轮子来推动工业的进步,一个是不断地缩小特征尺寸，由0.25微米、0.18微米、0.13微米、至90纳米及65纳米，通常每两年时间跨上一个新的台阶；另一个是增大硅片直径，由6英寸、8英寸至目前的12英寸。业界通常总是以采用缩小尺寸优先。

    更小的线宽尺寸是半导体行业努力进步的方向，线宽越小，芯片的功耗越小，另外，也可以减少芯片的面积，从而降低芯片制造的成本。

    然而，线宽尺寸的缩小不可能永无止境,在CMOS晶体管工艺制造中采用二氧化硅作为绝缘材料，实质上已逼近极限。如在65纳米制程时，按等比缩小尺寸规律,二氧化硅绝缘层的厚度己降低至1.2纳米，约5个硅原子层厚度，意味着如果再继续缩小，将导致漏电及功耗急剧上升。

    所以，如果半导体工艺制程技术无法不断地的改进，实际上，摩尔定律早在2002年时己经终止。

45纳米工艺制程是个分水岭

    半导体业界早在多年之前己经预测到45纳米制程总有一天会到来,唯有用高k介质材料来替代传统的二氧化硅才能渡过难关。因为采用高k介质材料,(SiO的k为3.9,高k材料为20以上)从理论上相当于提升栅极的有效厚度,可以使漏电流下降到10％以下。

    另外,由於高k材料的功函数通常与传统的多晶硅栅材料不匹配,所以必须用金属栅电极来替代,因此高k及金属栅材料的组合,己成为45纳米制程新的CMOS结构的分水岭。

    英特尔公司此次在全球首次推出45纳米高k金属栅结构的处理器芯片其意义十分深远。首先显示英特尔公司的非凡勇气,可以比喻为”第一个敢吃磅蟹的人” ,因为由此可能直接打开通向32纳米及22纳米的通路,扫清工艺技术中的一大障碍。

    所以连戈登摩尔自己也坦诚,此举是CMOS工艺制程的又一里程碑,将定律又延伸了另一个10至15年。