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奈米神话不是梦?
 

【作者: 謝馥芸】2002年07月05日 星期五

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西元1959年,诺贝尔得奖主及物理学家的费曼(Richard Feyman, 1918~1988),在美国物理学会演讲题目为「底层还有许多空间」(There is plenty of ro​​om at the bottom),即提出研究如何在极小尺度控制各种物件。在当代这个演讲可说是相当前卫,不但富含科幻色彩,也像是个不可能的任务,仿佛它是留在实验室的天方夜谭。然而四十多年后的我们,不但习于毫微科技的存在,甚至于奋力追求奈米科学,将IC极小化视为理所当然,不知不觉中,我们已经进入二十世纪前半段时人们所无法想像的世界。


今年6月,台积电技术长胡正明在一次奈米论坛中指出,台积电今年第四季将会提供90奈米制程技术,是全世界第一家量产90奈米的公司,预定2005年再推出65奈米制程技术。根据2001年12月最新版的「国际半导体技术蓝图」,2004年半导体制程线宽将降到90奈米,而台积电的制程技术已远远超越了二年进度。


另外,联电和智原于今年4月,宣布推出共同开发的130奈米低耗电元件资料库(Cell Library)等,并且将一起研发90奈米及更先进的制程之元件资料库。 Intel发言人Howard I. High于4月抵台时表示:「Intel预计2003年将跨入90奈米,进而生产Prescott微处理器!」去年晶圆厂的主题多围绕在0.13微米制程,如​​今事是人非,90奈米新角一跃而为主角,市场话题由笼统的「奈米科技」化为具体的90奈米产品,再次又把神奇的事物成功具体化了。


尽管奈米一词已成为众人关心的焦点,以为有奈米就代表有钱途,甚至听到台积电言明今年第四季量产90奈米,就误认为该制程良率已大致抵定,这真是大错特错啰!联电执行长宣明智说的没错,一道菜重要的是客人吃了满意,抄菜技术未定,怎能拿出来见客呢?台积电虽然具有90奈米的生产能力,但是去年在发表12吋0.13微米铜制程时,台积电都不能保证每一项产品都能达到90%以上的良率,今年第四季将量产的90奈米,我们又怎能期待是高良率高品质的产品?如果台积电纯粹只是技术发表,我们可视之为台湾高科技产业的又一里程碑;可是若一昧强调量产能力,市场将难免有所质疑,毕竟制程发展是有技术瓶颈的。


单单针对晶圆厂研发状况进行研究,晶圆厂在发展新技术的同时,面临的困难将是新材料的开发、改进或配合新设计生产设备、开光罩的困难度增加及新式测试封装技术等,甚至于客户在进行90奈米IC设计时,EDA工具如何配合?软硬体困难如何解决?系统如何最佳化?在0.13微米制程时,光罩代工厂0.18和0.15微米光罩产能就已吃紧,晶圆代工厂的0.13微米良率不稳定,还有封装技术BGA、CSP成本高等问题,延伸到90奈米时,这些问题能否解决?或者是否将会有更多的问题?


除此之外,近期有越来越多的报章杂志,把矽晶圆视做未来可能将遭淘汰的产业,而不断讨论量子电脑、DNA双螺旋电脑、MRAM、碳奈米管(Carbon Nanobubes)等,甚至于6月中旬时,美国Tachyon Semiconductor和Los Alamos国家实验室,联合发表SoC设计的迅子(Tachyon)晶圆堆垒式制程技术(wafer-stacking process technology)。尽管上述技术,部分已确定未来能商品化,部分却带有点梦幻色彩而令人感到不真实,但这代表着全球各国都已积极寻找取代矽晶圆技术的材料及技术,因此目前的高科技产业不但要面临同业竞争,而且在不久的未来,这些不可能的东西都有可能像费曼说的毫微米技术一样,有变为实际成品的一天,显示了IC公司未来也将有外患问题。现存产业技术该何去何从?这该是每个高科技人应省思的议题。


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