在纳米工艺的征途上,人们曾经对5nm工艺产生了疑问,是否其已是终点站的曙光?
我们知道,硅原子是拥有一定尺寸的,纳米技术仿佛与硅原子共舞,难免会让人疑虑是否逼近了它的物理边界。有观点甚至断言,这个边界可能就存在于1nm的微小空间里。
事实真的是这样吗?答案是否定的。即使按照每一代技术较之前一代缩小30%的规律来看。
3nm之后是2.1nm,接着是1.4nm,然后是逐步递减至1nm、0.7nm、0.5nm……这样的进程仿佛永无止境。
硅原子的直径虽约为0.22nm,但即便以硅原子大小为参照,我们仍有足够的空间进行更精细的工艺制作。比如0.5nm之后,还有更小的0.3nm等待我们去探索。
根据AL光刻机的规划蓝图,我们有望在2037年实现0.2nm的工艺技术,而在2039年之后,将会有更先进的芯片工艺诞生。
如图所示,AL坚信工艺的进步将持续进行,没有所谓的极限。
对于许多人来说,他们可能会对如此微小的工艺感到困惑,甚至质疑这是否可能实现,因为这似乎已经超越了原子的尺寸。但事实上,这背后涉及到的是纳米工艺的复杂性。
这里需要理解的是,当前的纳米工艺并非仅仅指代晶体管的大小或栅极宽度等某项特定指标。
要明确一点:XX纳米这个数字并不直接等同于晶体管的精确尺寸。因为对于AL而言,更重要的是金属半间距——即晶体管之间导线的距离。
这是因为晶体管之间的通电连接依赖于金属导线的存在。一旦金属导线的距离太短,就有可能因电流过强而击穿。这也是光刻机在设计过程中重点考虑的问题。
而当提到XX纳米时,真正的关注点其实与这一数值有天壤之别。如图所示,即使以A10工艺的1nm为参照点,金属半间距可以达到18nn之宽。
据AL的研究预测,即使到了0.2nm的芯片时代,该间距仍将保持一定的距离在16-12nm之间。这表明0.2nm的芯片技术是可行的,并且未来还有更多代的进步等待我们。
摩尔定律将继续其神奇的步伐,引领我们走向更远的未来。从这一逻辑出发,我们可以预见芯片工艺在几十年内都不会触及所谓的极限。其发展将会不断向前推进。
过去曾有人断言当前芯片工艺已接近极限。对此说辞我们要有所分辨:当行业内的领头羊如台积电、三星在继续前进时,即便我们还在其后追赶。然而只要台积电和三星停止前行之刻并不会因他们的暂停而成为我们超越之契机。
这是因为行业并没有真正存在的"墙壁"来阻止他们的进步。实际上他们正在持续向前发展。
更为重要的是即便我们到达了技术上的某一“极限”,行业内的大企业也可能会改变研究方向寻求其他材料作为替代以持续其技术的进步。凭借其先前积累的技术、能力和资金优势他们可能能够更快地适应新的方向并取得领先地位。
因此对于我们而言真正的期待并非是等待他人遭遇瓶颈止步不前而为我们留出超越的余地而应该是我们努力奔跑着争取在激烈的竞争中加速前行直到真正超越那前方未曾知悉的世界真正与我们共同面对、相互赶超。