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先进半导体的工艺会给芯片成本带来多少变化?

日期:2016年12月19日

  先进工艺制程成本的变化是一个有些争议的问题。成本问题是一个复杂的问题,有许多因素会影响半导体制程成本。本文将讨论关于半导体制程的种种因素以及预期。

  晶圆成本

  影响半导体工艺制程成本的第一个因素是晶圆成本。

  毫无疑问,晶圆成本在不断上升。制程的金属层数随着工艺的演进不断上升,在130nm时典型的制程有六层金属,而到了5nm节点则预期至少会有14层金属。

  从90nm节点开始开始引入应力技术以继续增强晶体管的性能,这也会增加制程的成本。从45nm到28nm节点,半导体制程引入了high-k栅技术以增强性能。

  另一个变化是晶体管阈值电压数目的变化。在130nm节点,晶体管只有两种阈值(常规阈值RVT管与低阈值LVT管),而到了16nm之后,有了多达五种阈值(超高阈值UHVT,高阈值HVT,常规阈值RVT,低阈值LVT与超低阈值ULVT)。这是因为,从40nm到16/14nm FinFET,短沟道效应越来越明显,为了控制漏电流必须引入多种阈值的器件。显然,这也会增加掩膜成本。

  在先进半导体制程中,还会引入新的技术,如在16/14nm节点引入的FinFET技术,在5nm引入的堆叠横向纳米线(stacked horizontal nanowire )技术。

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