14nm進展不順 Intel下一代Broadwell跳票 - 3C

分享一下小弟的淺見

下一代 14nm 所用的曝光系統和之前完全不同

目前都是使用 193nm ArF 光源 搭配浸潤式微影 (immersion lithography)

解析度極限大約是 193*0.25/1.44=33.5nm (0.25=k1 1.44=NA 這邊物理就不細講了)

要做這個尺寸以下 需要使用雙圖樣微影技術 (double patterning lithography)

簡單來說 就是做一格圖案分兩次曝光

詳細請看 http://en.wikipedia.org/wiki/Multiple_patterning

(文中提到 Intel 65nm 之後其實已經開始用此技術 如果要做到 15nm可能需要分三次)

但分n次曝光=做同樣量的晶圓需要 n倍時間 or n倍數量的機台

曝光機是FAB中最貴的機台 (一台約數千萬美金)


---------------------下面開始是重點---------------------


以上的問題各公司都知道 於是約 10年前曝光機的龍頭廠商 ASML 開始發展EUV

EUV 全名 Extreme ultraviolet lithography (極紫外光) 目前使用 13.5nm波長

產生方法是用高功率 CO2 laser去 轟擊錫粒 (詳細機制可能有點複雜)

其實它的波長已經可以算是 X-ray

但因為之前有人研究使用 hard X-ray(波長更短) 曝光結果最後失敗 (原因麻煩補充)

不想用類似的名稱所以選擇 EUV


拉回來 EUV使用13.5nm波長的光 是193nm 的1/14 解析度 CD=λ*k1/NA

雖然NA、k1沒有193nm好 但波長短很多 所以解析度還是可以好很多


目前 EUV的曝光機台只有預量產型 (NXE:3100)

問題出在光源功率 (出光亮)不夠 所以曝光時間會被拉長 (簡單來說就是產量不夠)

所以還不合乎生產成本 (曝光機很貴!)

現在還在研究如何讓功率更高 (約需要提升10倍) 以達到需求


附上一些相關的文章和reference:

ASML: EUVL into production with ASML’s NXE platform
http://tinyurl.com/ktysqh7

Wikipedia: Extreme ultraviolet lithography
http://tinyurl.com/yln53s4

imec: Lithography options for the 31nm half pitch node
http://tinyurl.com/kms6ysn

ASML: EUV lithography: today and tomorrow
http://tinyurl.com/mpv5kz7

ASML: EUV lithography into production at chipmakers
~update on ASML's NXE platform~
http://tinyurl.com/n2qwpnt

Wikipedia: Next-generation lithography
http://tinyurl.com/kj5phes



結論:

Intel下個世代可能想用 EUV 但目前技術還不夠成熟

而 multiple pattering 成本過高 (定位相同的 CPU 價格1.5倍你想買?)




補充:

推文提到TSMC 其實全世界最高階的製程瓶頸都在這邊

Intel TSMC samsung 都有投資 ASML (股票分布 15% 5% 3%)

所以台積電也沒什麼好超越的 我猜曝光機 Intel還是會搶到最多

(文中提到的NXE:3100 今年只出貨11台XD)



感謝看完 歡迎來信討論~

(小弟只是對半導體有興趣的大學生 )

麻煩前輩糾正&補充


※ 引述《f91jacky (愛撫久)》之銘言：
: 14nm進展不順 Intel下一代Broadwell跳票2015
: 多年來Intel一直按照其Tick-Tock的步伐穩步前進，今年是Intel的“Tock年”，剛剛發
: 布的Haswell處理器在製造工藝不變（和Ivy Bridge同為22nm）的前提下將架構升級。而
: 按照這個策略來看的話，Intel的Broadwell處理器將會於明年發布，架構不變，但將製造
: 工藝升級至14nm，其發布時間應該是明年二季度。
: 遺憾的是VR-Zone在今天爆料稱明年我們看不到Broadwell處理器了，能等到的只有升級版
: 的Haswell，Broadwell處理器要等到2015年才能出現。至於跳票的原因，有分析稱是
: Intel的14nm工藝進展不太順利，到明年根本無法滿足量產的需求，當然這只是猜測，具
: 體原因應該只有Intel自己才知道了。
: 筆者認為Intel放慢增長的步伐跟AMD也是有一定關係的，畢竟其推土機和打樁機都對
: Intel現有的處理器無法造成任何威脅，這讓Intel推陳出新的動力越來越小，而且消費者
: 也並不一定認可這種頻繁的升級策略。
: 下面我們來說說明年的升級版Haswell，雖然Broadwell跳票了，但其配套的9系晶片組將
: 會在明年和升級版Haswell共同推出。升級版的Haswell處理器在架構方面不會有什麼變化
: ，但是頻率必然會有所提升。
: 9系晶片組方面目前曝光的訊息還不多，可以確定的是它在8系晶片組的基礎上會增加
: SATA Express界面的支援，磁片速度達到了1GB/s，另外還會支援更大容量的存儲設備以
: 及硬體底層防毒。
: 至於升級版Haswell處理器的發布時間有可能會在明年的第二季度早期，但這只是猜測。
: from: http://news.mydrivers.com/1/265/265359.htm
: ------------------------------------------------------------------------------
: Broadwell要等兩年嗎?!
: INTEL: 多讓你一年，你能追多少呢! (菸)


--