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■用钱堆出来的FinFET工艺( 二 )


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1968年7月18日 ， 因为不满仙童半导体（Fairchild Semiconductor）的现状 ， 罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce）和戈登·摩尔（Gordon Moore）选择了离职 ， 并创办诺伊斯-摩尔电子公司（NM Electronic） ， 随后公司支付了15000美元从Intelco公司买下“Intel”名字的使用权 ， 并更名为英特尔公司 。 50多年来 ， 英特尔写下了无数辉煌 。
从1971年 ， 采用10微米（μm）制程工艺生产出全球首个微处理器4004 ， 一直到2014年第三代酷睿处理器实现14纳米FinFET工艺量产 ， 英特尔的半导体制程工艺发展之路可谓领业界风骚 。 作为一家IDM大厂 ， 其主要是生产制造CPU ， 当然也顺带生产些高品质的FPGA和NAND存储芯片 。
在工艺制程方面 ， 英特尔一向以满足最严苛的摩尔定律而闻名 ， 在大幅缩小晶体管体积的同时 ， 还导入全新材料 ， 希望在产品性能提升方面一举超前对手 ， 结果反而在商业化制程推进中落后于台积电和三星 。 确实 ， 英特尔在工艺研发过程中 ， 一直以世界首创的方式改进制造技术 ， 包括铜互连技术、High-K技术（2007年）、FinFET技术、应变硅技术 ， 现在又在试验钴材料 。
英特尔在美国（亚利桑那州、俄勒冈州、新墨西哥州）、爱尔兰、中国、以色列设有多座12英寸晶圆制造厂 。 除了新墨西哥州负责成熟工艺32纳米和45纳米生产 ， 中国大连FAB68负责存储器芯片生产外 ， 其他工厂都已经全数转进FinFET工艺 。
目前 ， 22纳米FinFET工艺在亚利桑那州的FAB32/FAB12、俄勒冈州D1C/D1D和以色列FAB28生产 ， 14纳米FinFET工艺先后在俄勒冈州D1X（2014年）、亚利桑那州的FAB42（2015年由FAB32生产）、和爱尔兰的FAB24（2015年）进行生产；而最先进的10纳米FinFET工艺则交由俄勒冈州D1X、以色列FAB28负责制造 ， 每个工艺节点都有两个以上的工厂通过验证 ， 可以确保产品的顺利交货 。
英特尔2011年自2011年开始量产第一代22纳米FinFET工艺 ， 首个产品是代号Ivy Bridge的处理器；2014年量产第二代14纳米FinFET工艺 ， 首个产品是代号Broadwell的处理器 。
英特尔在2013年的工艺技术规划中 ， 表示2016年将推出10纳米 。 可由于各种原因 ， 10纳米的研发不用预期 。 于是14纳米工艺在2014年推出后被不断改进 ， 2016年量产14+ ， 2017年量产14++ ， 以弥补10纳米延迟的缺憾 。
■用钱堆出来的FinFET工艺
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其实在2013年 ， 英特尔就设想通过提供2.7倍密度的自对准四轴图形（SAQP ， self-aligned double patterning）、有源栅极上接触（COAG ， Contact Over Active Gate）、金属钴（Co）互连以及第一代Foveros和第二代EMIB等新封装技术 ， 计划在2016年推出10nm工艺取代14nm工艺 。 据悉 ， 英特尔为了提高芯片性能 ， 在10纳米工艺开始引入金属钴在MO和M1取代氮化钽（TaN）做侧壁层 ， 导致工艺研发进展缓慢 。
2017年英特尔宣布了公司第三代10纳米FinFET工艺 ， 使用的超微缩技术（hyper scaling） ， 充分运用了多图案成形设计（multi-patterning schemes） ， 晶体管栅极间距由14纳米工艺的70纳米减少至10纳米工艺的54纳米 ， 最小金属间距由52纳米缩小到36纳米 ， 据称10纳米工艺芯片逻辑晶体管密度是14纳米工艺的2.7倍 ， 达到每平方毫米超过1亿个晶体管 ， 但一直到2019年5月 ， 才正式公布代号Ice Lake的处理器 。
■用钱堆出来的FinFET工艺
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2019年英特尔在投资者会议（Investor Meeting）上展示了技术创新路线（Relentless Innovation Continues） ， 为10纳米规划了10+和10++；并表示2021年才会推出7纳米 ， 也明确表示采用EUV方案 。 7nm工艺相比10nm工艺晶体管密度翻倍 ， 每瓦性能提升20% ， 设计复杂度降低了4倍 。


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