半导体加工工艺走向15nm转折点.pdf

半导体加工工艺是信息技术的核心组成部分，随着科技的进步，其精度不断提升，对整个电子产业产生了深远影响。15纳米工艺节点被视为半导体制造技术的一个重要转折点。在这个阶段，传统的平面CMOS晶体管将转变为具有三维沟道导向的立体晶体管，这是一项重大的技术创新。 在2010年至2011年间，全球半导体行业计划投入超过830亿美元用于建设150多条生产线，涵盖了大型晶圆厂、MEMS（微机电系统）以及包括LED在内的分立器件厂。报告指出，2010年在建的晶圆厂中，约有一半是LED晶圆厂，且大部分位于中国。到了2011年，虽然晶圆厂的基建数量减少，但投资规模扩大，预计总投入将达到55亿美元。 半导体设备的投资在2010年显著增长，增长率高达133%，达到340亿美元，这主要归因于2009年的投资基数较低。预计2011年将进一步增长18%，达到390亿美元。同时，中小尺寸FPD（平板显示器）市场也在快速扩张，特别是用于智能手机和平板电脑的LCD显示器，2010年出货量激增28.1%，达到23亿片。根据市场调查公司iSuppli的预测，2011年后市场增速将放缓，但2009至2014年间仍将以每年8.9%的速度稳定增长。 在工艺技术方面，Intel和台积电等巨头计划在2011年后启动22纳米以下的微细化量产技术开发。这些技术的突破性进展，尤其是15纳米技术，被看作是半导体工艺发展的重要里程碑。在这个节点，平面CMOS晶体管将向立体晶体管转变，这将对未来的微细化工艺竞争格局产生重大影响。 同时，随着智能手机市场的蓬勃发展，特别是由iPhone引领的潮流，以及平板电脑如iPad的推动，对半导体工艺的需求持续增加。此外，随着Android智能手机的普及，AMOLED（主动矩阵有机发光二极管）显示技术也开始崭露头角，可能对市场发起挑战。 在晶体管技术的极限问题上，尽管各公司尚未有明确的说法，但到了15到14纳米级别，作为LSI（大规模集成电路）基础器件的CMOS晶体管预计会变成立体结构。而11纳米之后，Ge（锗）和III-V族化合物等新材料的使用可能会成为进一步提升性能的关键。 半导体加工工艺正迈向15纳米转折点，这个过程中涉及到的技术创新、市场趋势以及产业投资都预示着半导体行业的持续发展和变革。随着新工艺的引入，半导体元件的性能将得到显著提升，同时也将带来新的设计挑战和市场竞争。