创新仍在继续,摩尔定律仍会延续。
CSTIC中国半导体技术国际会议在6月14日线上召开,是中国和亚洲规模最大、最全面的年度半导体技术会议之一。
CSTIC 2022会议上,ASML(阿斯麦)总裁兼首席技术官马丁博士(Dr. Martin van den Brink)作为首位嘉宾,做了关于“推动摩尔定律进入下一个十年”的主题演讲。
附加功能性成为半导体行业发展的推动力
马丁博士先讲解了行业趋势,他表示价格和规模都在推动半导体行业创下新纪录,其中,持续不断的创新将摩尔定律带向下一个十年,使得5G、人工智能、高性能计算、VR得以超高速发展。芯片行业将达到接近6000亿美元的历史新高;芯片需求仍然无法满足,芯片行业在2021年接近6000亿美元的行业规模以及达到超过1万亿的出货量均创下纪录。各种类型的芯片对于晶圆的需求量都在增长,比如逻辑芯片领域接近10%,DRAM达到5.2%以及NAND也有5.7%的需求增长势头。
到2030年,半导体行业销售额将增长到1万亿美元规模,其中半导体设备销售额也将达到1400亿美元的规模。
马丁博士继而分享了阿斯麦在半导体设备领域的一些进展,这主要表现在NA(数值孔径)上的提升。阿斯麦在过去创造了两个数量级的技术改进,这带来制程节点的微缩。而现在,这家公司正在瞄向High-NA。实际上,随着芯片进入3/2nm乃至更高工艺之后, High-NA光刻机成为阿斯麦的技术发力点。阿斯麦曾经公开表示,其正在与其合作伙伴一起开发下一代High-NA光刻机 ——Twinscan EXE。据了解,新光刻机的数值孔径达到了0.55(高 NA)的透镜,分辨率达 8nm,将非常复杂、非常庞大且价格昂贵,更有利于3nm及以上制程的工艺制造。
接下来的20年,摩尔定律仍会进化
当讲到光刻技术的演进时,马丁引用了台积电刘德音博士和苹果芯片产品的路线图。
他表示,直到2005年左右,大部分的性能都来自于晶体管。从2005年开始,系统微缩成为了新的标准,业界从晶体管规模扩展到系统规模,并继续以这种方式提高性能,苹果公司改进了性能和功耗,覆盖了从小芯片到大芯片,以及更多的晶体管,这给了商业公司更多的空间来做系统集成。而说到微缩,马丁说到现在的制程节点大概处于30nm的最小金属间距,在未来的15年里,这一比例可能会减少一半,缩小面积会一直持续到2035年,而这就需要光刻技术的提升。
整体光刻是一个生态链
马丁博士表示,阿斯麦的整体光刻是一个稳定的三角形。计算光刻和度量、光学度量,大规模度量、e-beam度量和检测,高控制光刻扫描构成了整体光刻的三种技术基础、预测增强、检测和控制以过程窗口的形式参与到整体技术链之中。
整体光刻技术仍然以应用为主导,同时导入EUV和DUV的能力,三角形中不同的角根据不同领域的应用相连接,基于应用设计了不同工具。而作为整体的链条,仍然有优化空间。
DUV和EUV:发展各有不同,但仍然是个系统问题
借助深度学习,OPC(optical proximity correction,光学邻近效应修正)正在嬗变。
光刻应用和OPC中正在发生改变,深度学习已经被大量地使用并且通过获得更复杂的模型来确保准确性。马丁博士表示,阿斯麦做了更复杂的模型,并且使用机器学习,用来自e-beam的大量数据训练来获得准确性。这样做将加快OPC过程,甚至从开始变得更快。除此之外,阿斯麦还使用了全面OPC(All-angle OPC),这种方法采用了OPC引擎(OPC engine)来加强,可以从不同的角度观察功能。
马丁博士还展示了从ArFi到i-line的路线图。在高端线阿斯麦把平台迁移到ArFi。XT主要存在KrF和i-line波长上,阿斯麦表示其坚定支持XT平台,但同时也将进入大规模扫描仪,以获得超级生产力。
在DUV部分,马丁博士还主要讲解了系统的重要性,他表示在改进DUV时,举例到对于畸变控制(distortion control)需要防护膜偏斜校正技术,防护膜偏斜和厚度以及遮罩留下了系统的变化记录,因此整个系统在制造之初是极其重要的,每当一个小的系统出故障。它不仅减慢了系统的运行速度,也减慢了整个系统的运行速度,对整个fab都会产生影响。因此,阿斯麦正在改进远程的支持体系来迎合DUV客户的平稳运营的需要。
而谈及EUV,马丁博士表示EUV在过去几年的市场并不平稳,需要做的是提高生产力,按照现在的生产现状(下图所示)阿斯麦会努力提到到500瓦(watt)的水平,提供更多种的生产力。同时,EUV的发展也面临抗蚀问题,因此也催动抗蚀剂市场向好。
推动摩尔定律走向下个十年
在演讲的最后,马丁博士表示,行业创新已不局限于晶体管本身,而主要体现在系统微缩层面。创新仍在继续,摩尔定律仍会延续。
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