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中芯28纳米HKMG技术迫近 联电中国布局压力渐显?

2016-02-19 15:25
潇纵
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  中芯半导体被视为中国技术最先进晶圆代工厂,中芯已在2015年下半量产28纳米,正逐步追赶台湾晶圆代工二哥联电,16日中芯再宣布28纳米HKMG制程进入设计定案(tape-out),成为中国首家同时提供28纳米多晶硅(PolySiON)和HKMG制程的本土晶圆厂。

  HKMG制程成各大晶圆厂必争之地

  中国中芯半导体16日宣布28纳米HKMG制程已成功进入设计定案阶段(tape-out),为中国本土晶圆厂中,首家可同时提供28纳米多晶硅(PolySiON)与高介电常数金属闸极(High-K/MetalGate,HKMG)制程的厂商。HKMG技术较SiON难的多,但可较SiON改善驱动能力、提升晶体管的性能,同时大幅降低闸极漏电量,所形成的绝缘层氧化物厚度也较薄,进一步可降低晶体管的尺寸,在首度被采用于45纳米制程后,各大厂在制程优化时,都会推出HKMG制程。

  HKMG因流程的差异、金属闸极在源极与汲极区之前或后形成,而分为IBM为首的Gate-first与英特尔为主的Gate-last两大阵营,Gate-last要做到与Gate-first管芯密度相同,需要较复杂的工序以及设计端的调整,因此台积电、格罗方德等大厂一开始都是采Gate-first制程,联电则采混合式,然都遭遇到Vt临界电压难以控制,功耗暴增难解的情况,台积电在2010年发展28纳米制程毅然决然改走Gate-last,在2012年,包含HKMG制程的28纳米全世代制程技术都量产,而直到2014年下半,联电才推出28纳米HKMG制程。

  步步进逼台湾晶圆代工二哥

  联电2009年推出40纳米,中芯直至2013年才量产40纳米,到了28纳米制程,联电在2014年第一季量产,中芯在2015年8月有高通的扶持,也宣告28纳米量产出货,从三年的技术差距缩小到一年半,现在中芯推出28纳米HKMG也追上来了。

  中芯在HKMG走的是台积电、联电的反路,中芯在28纳米节点原先走Gate-last,在2012年得到IBM的协助,签订合作开发协议,以Gate-last与Gate-first兼容进行技术开发,不同于先前40纳米的技术授权,IBM这次协议同意中芯可就研发成果往更先进制程开发,对中芯而言无疑可进一步建立起自身的研发能力。另外,在客户端,28纳米除了获高通骁龙410的订单,在HKMG平台也得到中国大唐电信旗下联芯的支持。

  联电率先登陆设12寸厂,先进优势仍在?

  中国近年积极打造自有IC一条龙,期望做到2020年40%核心零组件自主生产,以中国为中心的半导体群聚正在成形,联电以参股形式率先登陆厦门设12寸晶圆厂,要拚2016年第三季投产,台积电在法规松绑后,也确定独资赴南京设12寸厂,在2018年下半直接导入16纳米。

  联电初期登陆以55/40纳米切入,碍于台湾法规,赴中国设厂之制程技术需落后台湾一个世代以上(N-1),联电目前最先进制程技术仍在28纳米,联电为了加速超车,放弃20纳米制程,直接发展14纳米,但只要制程未能推进到14纳米,联电在中国厂的技术也就无法导入40纳米以下制程,在中芯持续壮大下,以及台积电直接在中国导入16纳米制程,联电压力并不会小。

  联电在2015年6月宣布已与ARM合作完成14纳米设计定案,预计于2016年量产,然联电在今年1月底法说会并未对14纳米进度多加着墨,仅强调加大对28纳米的布局,并持续在28纳米HKMG制程之外,再优化推出更低功耗的28纳米HPCU制程。中芯在14纳米则获高通、华为以及比利时研究机构IMEC的撑腰,2015年6月四方宣布共同成立合资公司,发展14纳米技术,力拚2020年量产。

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