2014 IEDMのミステリ〖を豺きほぐす
2014 IEDM∈International Electron Devices Meeting∷での絡きな啼瑪は、IC度腸が經丸に羹けてどこに羹かっているのかを湯澄にすることだった。
2014 IEDMはこれまでの柴的と部ら恃わらないという燙はあった。2014鉗12奉面杰、サンフランシスコで倡號されたこのイベントではいつものチュ〖トリアルから怪遍、パネルディスカッションまでが乖われた。毋えば、黎眉CMOS禱窖では2.5D/3D ICや、III-V亨瘟、finFET、肌坤洛メモリやトランジスタなどのトピックスがあった。
IEDM倡號面と倡號稿、塑碰の啼瑪は、いろいろなパズルを辦斤に彌き、度腸が10nm笆慣、どこに羹かっているのかを湯澄にすることであった。毋えば、2013 IEDMでは、ホットな廈瑪の辦つがトンネルFET∈TFET∷と鈣ばれる肌坤洛トランジスタ禱窖であった。Intelは你排暗步を材墻にするサブスレッショルド飯夾の締皆なデバイスであるTFETの俠矢を券山した。しかし、海攙、TFETの券山はほとんどなかった。
部が彈きたのか々度腸はTFETを錨懼げにしたのだろうか々あるいはIntelなどのメ〖カ〖はTFETを瑯かに倡券しているのか々さらにはゲ〖トを煌數羹から跋む糠房FETを染瞥攣度腸は肌の絡きなテ〖マをしているのか々
批えは、IEDMからの屯」なシグナルをベ〖スに雇えると、TFETや煌數羹を跋む菇隴などの肌坤洛トランジスタ菇隴はおそらく5nmまでは渴められるだろう、である。Si笆嘲のIII-V步圭濕染瞥攣も票屯だ。さらに、SOI∈silicon on insulator∷禱窖も材墻拉がある。しかし、IBMとSTMicroelectronicsしか緘齒けていない。450mmウェ〖ハはまだ穢んではいないが、蒂賄覺輪である。
CMOSに簇しては、海攙のイベントではかなり謄惟った。7nmはどうなるか々チップメ〖カ〖は、附哼の16/14nm finFETについても的俠した。また、7nm笆慣の啼瑪爬についても廈し圭ったが、附悸に動拇されたのは7nmだった。
7nmデバイスはどうなるのか々≈亨瘟の啼瑪はあるがfinFETは7nmまで變墓できそうだ∽とLam Researchのフェロ〖であるReza Arghavani會は揭べている。≈∈チャンネル亨瘟としての∷III-V染瞥攣を網脫する數恕を碰家は夢っているが、III-V染瞥攣は啼瑪があるが、瀾隴禱窖の爬で毗茫できない條ではない。チャンネル脫亨瘟として、SiGeやGeも悸附材墻拉がある∽とする。
7nm finFETを悸附するために、染瞥攣度腸はたくさんの糠禱窖を澀妥とするだろう。湯らかに啼瑪は驢い≥肋紛コストや沸貉拉、マルチパタ〖ニングなどだ。いろいろなパネルディスカッションや怪遍で、チップメ〖カ〖はまだそれほど湯らかではない啼瑪についても的俠した≥コンタクト鳥鉤や亨瘟、久銳排蝸、芹俐、バラつき、殊偽まりなどだ。まだ券山はないが、プロセス擴告やフォトマスクの剩花さ、瀾隴劉彌度腸で渴む圭駛啼瑪などもある。
IEDMの辦つのセッションやパネルディスカッションに叫朗しても、7nm笆慣の啼瑪を窗鏈に悄愛することはできない。禍悸、パズル鏈攣のピ〖スを濺うためだけに屯」なイベントに叫なければならない。
メガトレンド
IEDMの介泣では、IBMとIntel、TSMCがそれぞれ16/14nm finFETの呵糠の拒嘿を券山した。染瞥攣度腸が16/14nmから10nm finFETへスケ〖リングする數恕について、いろいろな禱窖が刁げられている。毋えば、Intelは14nmノ〖ドで、エアギャップ芹俐を蝗った。
16/14nmプロセスが喇根すれば淡前すべき度烙となる。しかし、10nm笆慣へ乖くためには糠たな啼瑪、潑にコストと礁姥刨、が叫てくる。≈それは沸貉弄な啼瑪∽、とnVidiaのファウンドリおよび禱窖瓷妄么碰のVPであるJohn Chen會は、IEDMでのパネルディスカッションにおいて揭べている。
悸に、染瞥攣度腸がさらに腮嘿步へ渴むにつれ、チップを肋紛帴瀾隴できる措度はノ〖ドごとに負っていくだろう。咐うまでもないが、ファブ、プロセスの甫墊倡券、肋紛のコストはノ〖ドごとに籠裁している。≈荒前ながら、詞帽になることはない。マスク眶は籠え、剩花刨は籠す。啼瑪は絡きくなる∽、とIntelのプロセスア〖キテクチャと礁姥步么碰のシニアフェロ〖敷ディレクタのMark Bohr會は票じパネルディスカッションで揭べている。
禍悸、チップメ〖カ〖はノ〖ドごとに腆29%ずつトランジスタ碰たりのコストを布げることによって、ム〖アの恕摟を拜積することに食飄してきた。しかし、この恕摟を拜積するためには、チップメ〖カ〖は票じチップ懼にもっと驢くのトランジスタと怠墻を低め哈まなければならない。≈マスク綏眶を籠やすにつれ、ウェ〖ハコストは懼がるという禍悸と緩度腸は澄かに里っている。しかし、坤洛ごとにかつてないほど庭れた(トランジスタ)礁姥刨を悸附している。これが肩な謄篩だ。トランジスタ碰たりのコストをもう布げられないのなら、肌坤洛禱窖に抨獲する擦猛はないだろう∽とBohr會は咐う。
チップのスケ〖リングで呵絡の噬はリソグラフィである。チップメ〖カ〖は、EUV∈extreme ultraviolet∷リソグラフィを納滇してコストと剩花さを負らそうとしている。咐うまでもないが、EUVは覓れており、まだ欄緩に蝗える檬超ではない。≈リソグラフィメ〖カ〖はこれほどまで193nm僑墓の禱窖を蝗えることに睹いている。呵姜弄にはその洛侖緘檬が澀妥となる。EUVは肌のステップにある。改客弄には海すぐに蝗いたかったが、まだ蝗えない。瀾隴劉彌として、ウェ〖ハのスル〖プットの妥滇と劉彌の蒼漂拉墻が辦米するまでにはまだ斌い蘋のりにある∽とBohr會は揭べている。
リソグラフィに裁え、戮の劉彌禱窖もム〖アの恕摟を拜積しなければならないというプレッシャ〖にさらされている。毋えば、マルチパタ〖ニングはデポジションとエッチングに羹けた糠しい妥滇がある。CMPやエピタキシャル喇墓、イオン慮ち哈みなどの劉彌への妥滇も糠しい。≈これら鏈てに、呵光の籃刨が妥滇される。(劉彌)ビジネスのあらゆる嬸尸が啼瑪に木燙しているため、イノベ〖ションと抨獲は澀妥となる∽とApplied Materialsのシリコンシステムズグル〖プも懼甸VP敷GMのRandhir Thakur會は咐う。
7nm笆慣の啼瑪
辦數、IEDMの侍なパネルディスカッションでは、7nm笆慣に廄爬が碰たっていた。≈10nmは14nmと擊たようなものだろう。しかし、7nmではもう辦つの恃妒爬が丸るだろう∽。こう揭べるのはQualcommエンジニアリング嬸嚏のVPであるKarim Arabi會。
禍悸、finFETトランジスタは、7nmまでは乖くだろう。しかし、7nmでは玲ければ染瞥攣度腸は、敗瓢刨を懼げるため糠しいチャンネル亨瘟に羹かう澀妥がある。咐い垂えれば、シリコンベ〖スのチャンネル亨瘟はもはや乖き低ってきている。III-V染瞥攣亨瘟は7nmへの潔灑ができていない。このため度腸はSiGeあるいはGeをpチャンネルFETに、シリコンをnチャンネルFETに蝗う數羹に羹かっている。≈SiGeとIII-V染瞥攣は雇胃すべき鉻輸に懼っているが、SiGeの數が材墻拉はある∽とArabi會は揭べる。
漣にも揭べたように、染瞥攣度腸はパタ〖ニングにはEUVを司んでいる。しかし、もしEUVが覓れ魯けると、7nmで雇えていなかった鉻輸を滇めるかもしれない。すなわち8攙もパタ〖ニングするオクタプルパタ〖ニングの193nm閉炕リソ禱窖である。≈オクタプルパタ〖ニングは紊くないと蛔う。できればEUVを蝗いたい∽、とIBMの甫墊鎊であるMichael Guillorn會は、パネルディスカッションのQ&Aセッションで揭べている。
EUVの呵介の妥滇の辦つは、BEOL∈back-end-of-the-line¨芹俐供鎳∷での蝗脫である。ここでは、チップ肋紛の嘿い芹俐の裁供に蝗う。染瞥攣度腸はその箕洛に圭妄弄な妄統で糠しいブレ〖クスル〖を滇める。チップメ〖カ〖は20nmで、絡恃なRC覓變の啼瑪に木燙していた。この度腸では茂しもがEUVを滇め、BEOLのパタ〖ニング禱窖を詞帽にしたいだろう∽とGuillorn會は揭べる。
チップメ〖カ〖もBEOLでの糠亨瘟として糠たなブレ〖クスル〖を澀妥としている。毋えば、Co∈コバルト∷にも廟謄している。これ笆嘲にもRC芹俐覓變を下らげるための亨瘟が府事み鉻輸として刁がっている。
裁えて、7nm笆慣も斧盔えている。≈海はfinFETがある。海泣のフィンの升は7~8nm。これを5nmまでシュリンクできるだろう。しかし、これ笆懼はシュリンクし魯けられない。敗瓢刨が你布するからだ∽、とIMECのロジックプロセス禱窖么碰VPでロジックデバイスR&DプログラムディレクタでもあるAaron Thean會は揭べる。
このため5nmでは、肌坤洛のトランジスタへ敗乖することになろう。懼揭したように、この鉻輸にはいろいろある。ゲ〖トを4數羹から跋むFET(ゲ〖トオ〖ルアラウンドFET)や、ナノワイヤ〖FET、翁灰版竿finFET、TFETがある。≈糠しいソリュ〖ションが澀妥だ。ゲ〖トオ〖ルアラウンドFETのような剩花な菇隴が滇められよう。しかし、海の疥どれが塑炭なのかまだはっきりしていない∽とThean會は咐う。
咐うまでもないが、稍澄年妥燎は驢い。しかし5nmでもム〖アの恕摟は魯くと咐われている。≈5nmでは、トランジスタ碰たりのコストが巴臉として負警する數羹だろうと徒盧されている。もしこれらのイノベ〖ションが彈きなかったら、5nm禱窖はおそらく彌き垂えられてしまうだろう∽とGlobalFoundriesの禱窖スタッフのディスティングイッシュメンバ〖であるWitek Maszara會は揭べている。
禍悸、戮の聯買昏は、庫木數羹に乖くことである。毋えば、IMECは僥房ナノワイヤ〖菇隴を倡券している。裁えて、2.5D/3Dスタックダイもある。しかし、この禱窖は踏だに肩萎になっていない。そして、CEA-LETIはモノリシックの3Dを渴めている。この禱窖では、黎眉トランジスタを高い般いに僥數羹に腳ねていく。
箕が沸つにつれ、染瞥攣緩度は企つの蘋を何るだろう。チップメ〖カ〖は驕丸のチップア〖キテクチャを納滇するだけではなく、3Dのような禱窖も減け掐れるだろう。啼瑪は賴しく聯買することだ。5nm笆慣では、さらに踏夢眶が籠える。シリコンを3nm笆慣ももっと斧えなくなる。カ〖ボンナノチュ〖ブ、グラフェンなど潑檢な2D禱窖が燙球そうだが、これらの亨瘟もまた豈しい啼瑪を崔んでいる。
すでに揭べたように、スケ〖リングは斧奶せる奪踏丸も魯くだろう。しかし、ム〖アの恕摟を拜積することはコストがかかり、豈しい禱窖になるだろう。
