行動上網加速推動晶片製程進化

2012.04.23 by
陳荻雅
Qualcomm上週表示行動電話所用晶片產能吃緊,在行動裝置只增不減的趨勢下,未來產能吃緊恐將成為常態。但這不只和摩爾定律有關,而是晶片...

Qualcomm上週表示行動電話所用晶片產能吃緊,在行動裝置只增不減的趨勢下,未來產能吃緊恐將成為常態。但這不只和摩爾定律有關,而是晶片被要求要更小、更省電、更高效所帶來的影響。

過去,透過在矽晶圓上堆疊材料就可以做出晶片,這些材料放進電晶體、邏輯閘後能讓電腦讀懂0與1的數位語言,然後順利「翻譯」出Netflix的影片或Tweet上的訊息,成為手機中的影音或文字。過去幾十年來,研發人員不斷努力,希望縮小電晶體的大小、增加晶片上的電晶體密度,讓製程更先進。

舉例來說,Qualcomm的28奈米晶片中每個電晶體的距離只有28奈米,是人類毛髮的千分之一寬;過去,增加電晶體密度能提升晶片效能並讓晶片更省電就是所謂的「摩爾定律」-Intel的共同創始人Gordon Moore說:「晶片上的電晶體數量約每18個月就會翻倍成長」。

然而半導體設備的成本在製程演進中會越來越貴,不良率也會慢慢增加,有人預測晶片的進化是有盡頭的,終有一天半導體的製造成本將高過收益。

晶片產業非常清楚:再這樣下去,總有一天整個產業會撞上無形的牆,因此上至老店Intel下至新創公司都積極想要解決這個問題。去年Intel花費十年心血終於推出3D電晶體,希望解決電晶體密度越來越高的問題,而其他晶片大廠如ARM也都有各自的新設計藍圖。

他們正在研發另一種稱為FinFET的3D電晶體,不過3D多閘電晶體的製程複雜,良率也容易出問題;上週法國晶圓供應商Soitec宣稱已經成功研發出專門製造FinFET的特殊晶圓,雖然價格稍高,不過Soitec全球策略商業發展資深副總Steve Longoria表示此解決方案能有效提高產線良率。

ST-Ericsson的combo Thor數據機與應用處理器晶片就採用FinFET製程,對此,ST-Ericsson表示晶片效能成功提升40%,也省了40%的電,也許Qualcomm會考慮跟進。

值得注意的是,也有一些新創公司決定拋開過去製程的思維,重頭來過。其中,SuVolta嘗試重新設計晶片製成,目前已被驗證在堆疊許多功能與核心的系統單晶片中獲得不錯的成果。

 

出自GigaOM

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