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导 电 胶 、 连 接 器 、 电 容 电 阻 、 芯 片 苏 州 圣 得 斯 电 子 科 技 有 限 公 司 您 好 ， 欢 迎 访 问 苏 州 圣 得 斯 电 子 科 技 有 限 公 司 网 站 专 注 于 电 子 元 器 件 研 发 销 售 的 资 深 服 务 商 圣 得 斯 电 子 科 技 苏 州 圣 得 斯 电 子 科 技 有 限 公 司 是 专 注 于 电 子 元 器 件 研 发 销 售 的 资 深 服 务 商 ， 主 营 产 品 ： 导 电 胶 、 连 接 器 、 电 容 电 阻 、 芯 片 。 公 司 是 信 越 S H I N E T S U 、 东 丽 T O R A Y 、 村 田 M U R A T A 、 京 瓷 K Y O C E R A 、 太 诱 T A I Y O 、 亚 奇 、 T D K 优 秀 的 大 客 户 分 销 商 。 我 们 坚 持 客 户 第 一 、 信 誉 至 上 、 品 质 保 证 的 原 则 ， 为 广 大 客 户 提 供 优 质 优 价 的 服 务 。 导 电 胶 公 司 与 信 越 S H I N E T S U 建 立 长 期 的 技 术 合 作 ， 开 发 专 供 F P C 厂 商 的 各 类 导 电 胶 ， 直 供 终 端 客 户 。 电 容 电 阻 多 年 合 作 的 原 厂 渠 道 ， 优 秀 的 代 理 商 信 誉 ， 公 司 销 售 村 田 M U R A T A 、 京 瓷 K Y O C E R A 、 太 诱 T A I Y O 、 亚 奇 、 T D K 等 知 名 电 容 电 阻 。 芯 片 销 售 原 装 芯 片 ， P O M 表 配 单 ， 提 供 高 效 的 服 务 我 们 代 理 的 品 牌 公 司 是 信 越 S H I N E T S U 、 东 丽 T O R A Y 、 村 田 M U R A T A 、 京 瓷 K Y O C E R A 、 太 诱 T A I Y O 、 亚 奇 、 T D K 优 秀 的 大 客 户 分 销 商 新 闻 资 讯 N e w s a n d i n f o r m a t i o n 芯 片 设 计 流 片 、 验 证 、 成 本 那 些 事 芯 片 设 计 流 片 、 验 证 、 成 本 那 此 事 我 们 聊 聊 芯 片 设 计 、 流 片 、 验 证 、 制 造 、 成 本 的 那 些 事 ； 流 片 对 于 芯 片 设 计 来 说 就 是 参 加 一 次 大 考 。 流 片 的 重 要 性 就 在 于 能 够 检 验 芯 片 设 计 是 否 成 功 ， 是 芯 片 制 造 的 关 键 环 节 ， 也 就 是 将 设 计 好 的 方 案 交 给 芯 片 制 造 厂 生 产 出 样 品 。 检 测 设 计 的 芯 片 是 否 达 到 设 计 要 求 ， 或 者 是 否 需 要 进 一 步 优 化 ； 如 果 能 够 生 产 出 符 合 要 求 的 芯 片 ， 那 么 就 可 以 大 规 模 生 产 了 。 上 图 流 程 的 输 入 是 芯 片 立 项 设 计 ， 输 出 是 做 好 的 芯 片 晶 圆 。 一 、 晶 圆 术 语 1 . 芯 片 （ c h i p 、 d i e ） 、 器 件 （ d e v i c e ） 、 电 路 （ c i r c u i t ） 、 微 芯 片 （ m i c r o c h i p ） 或 条 码 （ b a r ） ： 所 有 这 些 名 词 指 的 是 在 晶 圆 表 面 占 大 部 分 面 积 的 微 芯 片 图 形 ； 2 . 划 片 线 （ s c r i b e l i n e 、 s a w l i n e ） 或 街 区 （ s t r e e t 、 a v e n u e ） ： 这 些 区 域 是 在 晶 圆 上 用 来 分 隔 不 同 芯 片 之 间 的 间 隔 区 。 划 片 线 通 常 是 空 白 的 ， 但 有 些 公 司 在 间 隔 区 内 放 置 对 准 标 记 ， 或 测 试 的 结 构 ； 3 . 工 程 实 验 片 （ e n g i n e e r i n g d i e ） 和 测 试 芯 片 （ t e s t d i e ） ： 这 些 芯 片 与 正 式 芯 片 或 电 路 芯 片 不 同 。 它 包 括 特 殊 的 器 件 和 电 路 模 块 用 于 晶 圆 生 产 工 艺 的 电 性 测 试 ； 4 . 边 缘 芯 片 （ e d g e d i e ） ： 在 晶 圆 边 上 的 一 些 掩 膜 残 缺 不 全 的 芯 片 而 产 生 的 面 积 损 耗 。 由 于 单 个 芯 片 尺 寸 增 大 而 造 成 的 更 多 边 缘 浪 费 会 由 采 用 更 大 直 径 晶 圆 所 弥 补 。 推 动 半 导 体 工 业 向 更 大 直 径 晶 圆 发 展 的 动 力 之 一 就 是 为 了 减 少 边 缘 芯 片 所 占 的 面 积 ； 5 . 晶 圆 的 晶 面 （ w a f e r c r y s t a l p l a n e ） ： 图 中 的 剖 面 标 示 了 器 件 下 面 的 晶 格 构 造 ， 此 图 中 显 示 的 器 件 边 缘 与 晶 格 构 造 的 方 向 是 确 定 的 ； 6 . 晶 圆 定 位 边 （ w a f e r f l a t s ） / 凹 槽 （ n o t c h e ） ： 图 示 的 晶 圆 由 注 定 位 边 （ m a j o r f l a t ） 和 副 定 位 边 （ m i n o r f l a t ） ， 表 示 这 是 一 个 P 型 晶 向 的 晶 圆 。 3 0 0 m m 和 4 5 0 m m 直 径 的 晶 圆 都 是 用 凹 槽 作 为 晶 格 导 向 的 标 识 。 这 些 定 位 边 和 凹 槽 在 一 些 晶 圆 生 产 工 艺 中 还 辅 助 晶 圆 的 套 准 。 二 、 芯 片 的 流 片 方 式 （ F u l l M a s k 、 M P W ） F u l l M a s k 和 M P W 都 是 集 成 电 路 的 一 种 流 片 （ 将 设 计 结 果 交 出 去 进 行 生 产 制 造 ） 方 式 。 F u l l M a s k 是 “ 全 掩 膜 ” 的 意 思 ， 即 制 造 流 程 中 的 全 部 掩 膜 都 为 某 个 设 计 服 务 ； 而 M P W 全 称 为 M u l t i P r o j e c t W a f e r ， 直 译 为 多 项 目 晶 圆 ， 即 多 个 项 目 共 享 某 个 晶 圆 ， 也 即 同 一 次 制 造 流 程 可 以 承 担 多 个 I C 设 计 的 制 造 任 务 。 1 . F u l l M a s k ， “ 全 掩 膜 ” ， 即 制 造 流 程 中 的 全 部 掩 膜 都 为 某 个 设 计 服 务 ； F u l l M a s k 的 芯 片 ， 一 片 晶 圆 可 以 产 出 上 千 片 D I E ； 然 后 封 装 成 芯 片 ， 可 以 支 撑 大 批 量 的 客 户 需 求 。 2 . M P W 全 名 叫 M u l t i P r o j e c t W a f e r ， 和 电 路 设 计 P C B 的 拼 板 打 样 类 似 ， 叫 多 项 目 晶 圆 。 多 项 目 晶 圆 就 是 将 多 个 使 用 相 同 工 艺 的 集 成 电 路 设 计 放 在 同 一 晶 圆 片 上 流 片 ， 制 造 完 成 后 ， 每 个 设 计 可 以 得 到 数 十 片 芯 片 样 品 ， 这 一 数 量 对 于 原 型 （ P r o t o t y p e ） 设 计 阶 段 的 实 验 、 测 试 已 经 足 够 。 这 种 操 作 方 式 可 以 让 流 片 费 下 降 9 0 % 9 5 % ， 也 就 大 幅 降 低 了 芯 片 研 发 的 成 本 。 晶 圆 厂 每 年 都 会 有 固 定 的 几 次 M P W 机 会 ， 叫 S h u t t l e （ 班 车 ） ， 到 点 即 发 车 ， 是 不 是 非 常 形 象 不 同 公 司 拼 W a f e r ， 得 有 个 规 则 ， M P W 按 S E A T 来 锁 定 面 积 ， 一 个 S E A T 一 般 是 3 m m * 4 m m 的 一 块 区 域 ， 一 般 晶 圆 厂 为 了 保 障 不 同 芯 片 公 司 均 能 参 与 M P W ， 对 每 家 公 司 预 定 的 S E A T 数 目 会 限 制 （ 其 实 S E A T 多 成 本 就 上 去 了 ， M P W 意 义 也 没 有 了 ） 。 M P W 优 势 投 片 成 本 小 ， 一 般 就 小 几 十 万 ， 可 以 很 好 降 低 风 险 ； 需 要 注 意 的 是 M P W 从 生 产 角 度 是 一 次 完 整 的 生 产 流 程 ， 因 此 其 还 是 一 样 耗 时 间 ， 一 次 M P W 一 般 需 要 6 ~ 9 个 月 ， 会 带 来 芯 片 的 交 付 时 间 后 延 。 因 为 是 拼 W a f e r ， 因 此 通 过 M P W 拿 到 的 芯 片 数 目 就 会 很 有 限 ， 主 要 用 于 芯 片 公 司 内 部 做 验 证 测 试 ， 也 可 能 会 提 供 给 极 少 数 的 头 部 客 户 。 从 这 里 大 家 可 能 已 经 了 解 了 ， M P W 是 一 个 不 完 整 的 ， 不 可 量 产 的 投 片 。 3 . 晶 圆 生 产 角 度 介 绍 M P W 毕 竟 芯 片 加 工 还 是 一 个 相 对 复 杂 的 过 程 ， 我 相 信 很 多 朋 友 看 完 第 一 和 小 二 之 前 理 解 的 晶 圆 结 构 ， 是 下 图 的 ， 一 个 框 归 属 于 一 个 芯 片 公 司 。 实 则 不 然 ， 这 就 需 要 和 晶 圆 的 生 产 流 程 的 光 刻 技 术 相 关 了 ； 现 阶 段 的 光 刻 技 术 D U V / E U V 等 ， 大 多 采 用 缩 影 的 方 式 进 行 曝 光 ， 如 下 图 所 示 ： 采 用 1 ： 5 放 大 的 m a s k ， 对 晶 圆 进 行 曝 光 ， 一 次 曝 光 的 矩 形 区 域 通 常 称 为 一 个 s h o t ， 完 成 曝 光 后 ， 光 刻 机 自 动 调 整 晶 圆 位 置 ， 对 下 个 s h o t 进 行 曝 光 ， 如 此 循 环 （ S t e p a n d R e p e a t ） ， 直 到 整 个 晶 圆 完 成 曝 光 ， 而 这 一 个 S h o t 的 区 域 ， 则 是 大 家 一 起 分 担 S E A T 的 区 域 ； 如 下 示 意 图 中 ， 一 个 S h o t 里 面 划 分 4 个 小 格 ， 每 个 格 子 给 到 一 家 厂 商 的 设 计 ， M P W 晶 圆 一 般 2 0 个 以 内 用 户 。 三 、 芯 片 E C O 流 程 E C O 指 的 是 E n g i n e e r i n g C h a n g e O r d e r ， 即 工 程 变 更 指 令 。 E C O 可 以 发 生 在 T a p e o u t 之 前 ， 过 程 中 ， 或 者 之 后 ； T a p e o u t 之 后 的 E C O ， 改 动 少 的 可 能 仅 需 要 改 几 层 M e t a l l a y e r ， 改 动 大 可 能 需 要 动 十 几 层 M e t a l l a y e r ， 甚 至 重 新 流 片 。 E C O 的 实 现 流 程 如 下 图 所 示 ： 如 果 M P W 或 者 F u l l M a s k 的 芯 片 ， 验 证 有 功 能 或 者 性 能 缺 陷 ， 通 过 E C O 对 电 路 和 标 准 单 元 布 局 进 行 小 范 围 调 整 ， 保 持 原 设 计 布 局 布 线 结 果 基 本 不 变 的 前 提 下 做 小 规 模 优 化 ， 修 复 芯 片 的 剩 余 违 例 ， 最 终 达 到 芯 片 的 签 核 标 准 。 不 能 通 过 后 端 布 局 布 线 的 流 程 来 修 复 违 例 （ 重 新 走 一 遍 流 程 太 费 时 了 ） ， 而 要 通 过 E C O 的 流 程 来 进 行 时 序 、 D R C 、 D R V 以 及 功 耗 等 优 化 。 四 、 流 片 C o r n e r 1 . C o r n e r 是 芯 片 制 造 是 一 个 物 理 过 程 ， 存 在 着 工 艺 偏 差 （ 包 括 掺 杂 浓 度 、 扩 散 深 度 、 刻 蚀 程 度 等 ） ， 导 致 不 同 批 次 之 间 ， 同 一 批 次 不 同 晶 圆 之 间 ， 同 一 晶 圆 不 同 芯 片 之 间 情 况 都 是 不 相 同 的 。 在 一 片 w a f e r 上 ， 不 可 能 每 点 的 载 流 子 平 均 漂 移 速 度 都 是 一 样 的 ， 随 着 电 压 、 温 度 不 同 ， 它 们 的 特 性 也 会 不 同 ， 把 他 们 分 类 就 有 了 P V T （ P r o c e s s ， V o l t a g e ， T e m p e r a t u r e ） ， 而 P r o c e s s 又 分 为 不 同 的 c o r n e r ： T T ： T y p i c a l N T y p i c a l P F F ： F a s t N F a s t P S S ： S l o w N S l o w P F S ： F a s t N S l o w P S F ： S l o w N F a s t P 第 一 个 字 母 代 表 N M O S ， 第 二 个 字 母 代 表 P M O S ， 都 是 针 对 不 同 浓 度 的 N 型 和 P 型 掺 杂 来 说 的 。 N M O S 和 P M O S 在 工 艺 上 是 独 立 做 出 来 的 ， 彼 此 之 间 不 会 影 响 ， 但 是 对 于 电 路 ， N M O S 和 P M O S 是 同 时 工 作 的 ， 会 出 现 N M O S 快 的 同 时 P M O S 也 快 ， 或 者 慢 ， 所 以 会 出 现 F F 、 S S 、 F S 、 S F 四 种 情 况 。 通 过 P r o c e s s 注 入 的 调 整 ， 模 拟 器 件 速 度 快 慢 ， 同 时 根 据 偏 差 大 小 设 定 不 同 等 级 的 F F 和 S S 。 正 常 情 况 下 大 部 分 是 T T ， 而 以 上 5 种 c o r n e r 在 + / 3 s i g m a 可 以 覆 盖 约 9 9 . 7 3 % 的 范 围 ， 这 种 随 机 性 的 发 生 符 合 正 态 分 布 。 2 . C o r n e r w a f e r 的 意 义 在 工 程 片 流 片 的 时 候 ， F A B 会 p i r u n 关 键 层 次 调 整 i n l i n e v a r i a t i o n ， 有 的 还 会 下 b a c k u p w a f e r 以 保 证 出 货 的 w a f e r 器 件 o n t a r g e t ， 即 在 T T c o r n e r 附 近 。 如 果 单 纯 是 为 了 做 一 些 样 品 出 来 ， 只 进 行 工 程 片 流 片 ， 那 可 以 不 验 证 c o r n e r ， 但 如 果 为 了 后 续 量 产 准 备 ， 是 必 须 要 考 虑 c o r n e r 的 。 由 于 工 艺 在 制 作 过 程 中 会 有 偏 差 ， 而 c o r n e r 是 对 产 线 正 常 波 动 的 预 估 ， F A B 也 会 对 量 产 芯 片 的 c o r n e r 验 证 有 所 要 求 。 所 以 在 设 计 阶 段 就 要 满 足 c o r n e r ， 在 各 种 c o r n e r 和 极 限 温 度 条 件 下 对 电 路 进 行 仿 真 ， 使 其 在 各 种 c o r n e r 上 都 能 正 常 工 作 ， 才 能 使 最 终 生 产 出 的 芯 片 良 率 高 。 3 . C o r n e r S p l i t T a b l e 策 略 对 于 产 品 来 讲 ， 一 般 c o r n e r 做 到 s p e c 上 ， 正 常 情 况 下 s p e c 有 6 个 s i g m a ， 如 F F 2 （ 或 2 F F ） 表 示 往 快 的 方 向 偏 2 个 S i g m a ， S S 3 （ 或 3 S S ） 表 示 往 慢 的 方 向 偏 3 个 S i g m a 。 S i g m a 主 要 表 征 了 V t 的 波 动 ， 波 动 大 s i g m a 就 大 ， 这 里 3 个 s i g m a 就 是 在 工 艺 器 件 的 s p e c 线 上 ， 可 以 允 许 超 出 一 点 点 ， 因 为 线 上 波 动 不 可 能 正 正 好 好 做 到 s p e c 上 。 如 下 是 5 5 n m L o g i c 工 艺 片 的 例 ， 拟 定 的 c o r n e r s p l i t t a b l e ： ① # 1 & # 2 两 片 p i l o t w a f e r ， 一 片 盲 封 ， 一 片 测 C P ； ② # 3 & # 4 两 片 h o l d 在 C o n t a c t ， 为 后 道 改 版 预 留 工 程 w a f e r ， 可 以 节 省 E C O 流 片 时 间 ； ③ # 5 ～ # 1 2 八 片 h o l d 在 P o l y ， 等 p i l o t 的 结 果 看 是 否 需 要 调 整 器 件 速 度 ， 并 验 证 c o r n e r ； ④ 除 了 留 有 足 够 的 芯 片 用 于 测 试 验 证 ， M e t a l F i x ， 还 应 根 据 项 目 需 求 ， 预 留 尽 可 能 多 的 w a f e r 作 为 量 产 出 货 。 4 . 确 认 C o r n e r 结 果 首 先 ， 大 部 分 都 应 该 落 于 四 个 c o r n e r 决 定 的 w i n d o w 范 围 内 ， 如 果 出 现 大 的 偏 差 ， 那 可 能 是 工 艺 s h i f t 。 如 果 各 个 c o r n e r 的 良 率 都 没 影 响 符 合 预 期 ， 那 说 明 工 艺 窗 口 充 分 。 如 果 有 个 别 条 件 良 率 低 ， 那 就 需 要 调 整 工 艺 窗 口 。 C o r n e r w a f e r 的 目 的 是 验 证 设 计 余 量 ， 考 察 良 率 是 否 有 损 失 。 大 体 上 ， 超 出 这 个 c o r n e r 约 束 性 能 范 围 内 的 芯 片 报 废 。 C o r n e r 验 证 对 标 的 是 W A T 测 试 结 果 ， 一 般 由 F A B 主 导 ， 但 是 c o r n e r w a f e r 的 费 用 是 由 设 计 公 司 承 担 的 。 一 般 成 熟 稳 定 的 工 艺 ， 同 一 片 w a f e r 上 的 芯 片 ， 同 一 批 次 的 w a f e r 甚 至 不 同 批 次 的 w a f e r 参 数 都 是 很 接 近 的 ， 偏 差 的 范 围 相 对 不 会 很 大 。 工 艺 角 （ P r o c e s s C o r n e r ） P V T ( P r e c e s s V o l t a g e T e m p e r a t u r e ) 工 艺 误 差 与 双 极 晶 体 管 不 同 ， 在 不 同 的 晶 片 之 间 以 及 在 不 同 的 批 次 之 间 ， M O S F E T s 参 数 变 化 很 大 。 为 了 在 一 定 程 度 上 减 轻 电 路 设 计 任 务 的 困 难 ， 工 艺 工 程 师 们 要 保 证 器 件 的 性 能 在 某 个 范 围 内 ， 大 体 上 ， 他 们 以 报 废 超 出 这 个 性 能 范 围 的 芯 片 的 措 施 来 严 格 控 制 预 期 的 参 数 变 化 。 ① M O S 管 的 快 慢 分 别 指 阈 值 电 压 的 高 低 ， 快 速 对 应 阈 值 低 ， 慢 速 对 应 阈 值 高 。 G B W = G M / C C ， 其 它 条 件 相 同 情 况 下 ， v t h 越 低 ， g m 值 越 高 ， 因 此 G B W 越 大 ， 速 度 越 快 。 （ 具 体 情 况 具 体 分 析 ） ② 电 阻 的 快 慢 。 f a s t 对 应 的 是 方 块 电 阻 小 ， s l o w 对 应 的 是 方 块 电 阻 大 。 ③ 电 容 的 快 慢 。 f a s t 对 应 的 是 电 容 最 小 ， s l o w 对 应 的 是 容 值 最 大 。 五 、 流 片 成 本 和 晶 圆 价 格 4 0 n m 的 流 片 M a s k 成 本 大 概 在 8 0 9 0 万 美 元 ， 晶 圆 成 本 每 片 在 3 0 0 0 4 0 0 0 美 元 左 右 ， 加 上 I P m e r g e ， 七 八 百 万 人 民 币 跑 不 掉 了 。 2 8 n m 工 艺 流 片 一 次 需 要 2 0 0 万 美 元 ； 1 4 n m 工 艺 流 片 一 次 需 要 5 0 0 万 美 元 ； 7 n m 工 艺 流 片 一 次 需 要 1 5 0 0 万 美 元 ； 5 n m 工 艺 流 片 一 次 4 7 2 5 万 美 元 ； 3 n m 工 艺 流 片 可 能 要 上 亿 美 元 ； 掩 膜 版 、 晶 圆 这 两 项 主 要 流 片 成 本 中 ， 掩 膜 版 最 贵 。 越 先 进 的 工 艺 节 点 ， 所 需 要 的 掩 膜 版 层 数 就 越 多 ； 因 为 每 一 层 “ 掩 膜 板 ” 对 应 涂 抹 一 次 光 刻 胶 、 曝 光 、 显 影 、 刻 蚀 等 操 作 ， 涉 及 材 料 成 本 、 仪 器 折 旧 成 本 ， 这 些 成 本 都 需 要 f a b l e s s 客 户 买 单 ！ 2 8 n m 大 概 需 要 4 0 层 ， 1 4 n m 工 艺 需 要 6 0 张 掩 膜 版 ； 7 n m 工 艺 需 要 8 0 张 甚 至 上 百 张 掩 膜 版 ； 一 层 M a s k 8 万 美 金 ， 因 此 芯 片 必 须 量 产 ， 拉 低 成 本 ！ 4 0 n m M C U 工 艺 为 例 ： 如 果 生 产 1 0 片 晶 圆 ， 每 片 晶 圆 成 本 （ 9 0 万 + 4 0 0 0 * 1 0 ） / 1 0 = 9 . 4 万 美 元 ； 生 产 1 0 0 0 0 片 晶 圆 ， 每 片 晶 圆 成 本 （ 9 0 万 + 4 0 0 0 * 1 0 0 0 0 ） / 1 0 0 0 0 = 4 0 9 0 美 元 。 ( 晶 圆 量 越 大 越 便 宜 ， 不 同 产 家 报 价 也 不 一 样 。 ) 晶 圆 代 工 价 格 来 源 于 网 络 台 积 电 今 年 给 的 最 新 报 价 ： 最 先 进 的 制 程 3 n m ， 每 片 晶 圆 1 9 8 6 5 美 元 ， 折 合 人 民 币 大 概 1 4 . 2 w 左 右 。 结 语 芯 片 从 设 计 到 成 品 有 几 个 重 要 环 节 ， 分 别 是 设 计 流 片 封 装 测 试 ， 但 芯 片 成 本 构 成 的 比 例 确 大 不 相 同 ， 一 般 为 人 力 成 本 2 0 % ， 流 片 4 0 % ， 封 装 3 5 % ， 测 试 5 % 。 芯 片 流 片 是 高 风 险 的 事 情 ， 这 个 风 险 有 多 高 ， 这 个 概 率 在 1 5 % 3 5 % 左 右 ； 不 同 的 团 队 和 芯 片 种 类 概 率 也 不 一 样 。 有 模 拟 芯 片 公 司 即 使 在 团 队 完 备 、 思 路 清 晰 的 情 况 下 ， 还 是 耗 了 8 年 时 间 ， 历 经 1 8 次 流 片 ， 才 最 终 完 成 了 传 感 器 模 拟 计 算 I P 验 证 ， 打 造 出 了 理 想 中 的 那 颗 超 低 功 耗 、 超 近 传 感 芯 片 。 半 导 体 芯 片 工 艺 节 点 演 变 路 径 分 析 摘 要 ： 晶 体 管 的 缩 小 过 程 中 涉 及 到 三 个 问 题 。 第 一 是 为 什 么 要 把 晶 体 管 的 尺 寸 缩 小 ， 以 及 是 按 照 怎 样 的 比 例 缩 小 的 ， 这 个 问 题 是 缩 小 有 什 么 好 处 。 第 二 是 为 什 么 技 术 节 点 的 数 字 不 能 等 同 于 晶 体 管 的 实 际 尺 寸 。 或 者 说 ， 在 晶 体 管 的 实 际 尺 寸 并 没 有 按 比 例 缩 小 的 情 况 下 ， 为 什 么 要 宣 称 是 新 一 代 的 技 术 节 点 。 这 个 问 题 就 是 缩 小 有 什 么 技 术 困 难 。 第 三 是 晶 体 管 具 体 如 何 缩 小 。 也 就 是 ， 技 术 节 点 的 发 展 历 程 是 怎 样 的 。 在 每 一 代 都 有 怎 样 的 技 术 进 步 。 这 也 是 真 正 的 问 题 。 在 这 里 特 指 晶 体 管 的 设 计 和 材 料 。 1 引 言 在 摩 尔 定 律 的 指 导 下 ， 集 成 电 路 的 制 造 工 艺 一 直 在 往 前 演 进 。 得 意 于 这 几 年 智 能 手 机 的 流 行 ， 大 家 对 节 点 了 解 甚 多 。 例 如 4 0 n m 、 2 8 n m 、 2 0 n m 、 1 6 n m 等 等 ， 要 知 道 的 这 些 节 点 的 真 正 含 义 ， 首 先 要 解 析 一 下 技 术 节 点 的 意 思 。 常 听 说 的 ， 诸 如 ， 台 积 电 1 6 n m 工 艺 的 N v i d i a G P U 、 英 特 尔 1 4 n m 工 艺 的 i 5 C P U 等 等 ， 这 个 长 度 的 含 义 ， 具 体 的 定 义 需 要 详 细 的 给 出 晶 体 管 的 结 构 图 才 行 。 在 早 期 ， 可 以 姑 且 认 为 是 相 当 于 晶 体 管 的 尺 寸 。 为 什 么 这 个 尺 寸 重 要 呢 。 因 为 晶 体 管 的 作 用 ， 是 把 电 子 从 一 端 （ S ） ， 通 过 一 段 沟 道 ， 送 到 另 一 端 （ D ） ， 这 个 过 程 完 成 了 之 后 ， 信 息 的 传 递 就 完 成 了 。 因 为 电 子 的 速 度 是 有 限 的 ， 在 现 代 晶 体 管 中 ， 一 般 都 是 以 饱 和 速 度 运 行 的 ， 所 以 需 要 的 时 间 基 本 就 由 这 个 沟 道 的 长 度 来 决 定 。 越 短 ， 就 越 快 。 这 个 沟 道 的 长 度 ， 和 前 面 说 的 晶 体 管 的 尺 寸 ， 大 体 上 可 以 认 为 是 一 致 的 。 但 是 二 者 有 区 别 ， 沟 道 长 度 是 一 个 晶 体 管 物 理 的 概 念 ， 而 用 于 技 术 节 点 的 那 个 尺 寸 ， 是 制 造 工 艺 的 概 念 ， 二 者 相 关 ， 但 是 不 相 等 。 在 微 米 时 代 ， 一 般 这 个 技 术 节 点 的 数 字 越 小 ， 晶 体 管 的 尺 寸 也 越 小 ， 沟 道 长 度 也 就 越 小 。 但 是 在 2 2 n m 节 点 之 后 ， 晶 体 管 的 实 际 尺 寸 ， 或 者 说 沟 道 的 实 际 长 度 ， 是 长 于 这 个 数 字 的 。 比 方 说 ， 英 特 尔 的 1 4 n m 的 晶 体 管 ， 沟 道 长 度 其 实 是 2 0 n m 左 右 。 根 据 现 在 的 了 解 ， 晶 体 管 的 缩 小 过 程 中 涉 及 到 三 个 问 题 ， 分 别 是 ： 第 一 ， 为 什 么 要 把 晶 体 管 的 尺 寸 缩 小 ， 以 及 是 按 照 怎 样 的 比 例 缩 小 的 。 这 个 问 题 就 是 在 问 ， 缩 小 有 什 么 好 处 。 第 二 ， 为 什 么 技 术 节 点 的 数 字 不 能 等 同 于 晶 体 管 的 实 际 尺 寸 。 或 者 说 ， 在 晶 体 管 的 实 际 尺 寸 并 没 有 按 比 例 缩 小 的 情 况 下 ， 为 什 么 要 宣 称 是 新 一 代 的 技 术 节 点 。 这 个 问 题 就 是 在 问 ， 缩 小 有 什 么 技 术 困 难 。 第 三 ， 晶 体 管 具 体 如 何 缩 小 。 也 就 是 ， 技 术 节 点 的 发 展 历 程 是 怎 样 的 。 在 每 一 代 都 有 怎 样 的 技 术 进 步 。 这 也 是 题 主 所 提 的 真 正 的 问 题 。 在 这 里 特 指 晶 体 管 的 设 计 和 材 料 。 2 工 艺 节 点 演 变 路 径 分 析 2 . 1 缩 小 晶 体 管 的 尺 寸 第 一 个 问 题 ， 因 为 晶 体 管 尺 寸 越 小 ， 速 度 就 越 快 。 这 个 快 是 可 以 直 接 解 释 为 基 于 晶 体 管 的 集 成 电 路 芯 片 的 性 能 上 去 的 。 以 微 处 理 器 C P U 为 例 ， 见 图 1 ， 来 源 是 4 0 Y e a r s o f M i c r o p r o c e s s o r T r e n d D a t a 。 图 1 的 信 息 量 很 大 ， 这 里 相 关 的 是 绿 色 的 点 ， 代 表 C P U 的 时 钟 频 率 ， 越 高 当 然 越 快 。 可 以 看 出 直 到 2 0 0 4 年 左 右 ， C P U 的 时 钟 频 率 基 本 是 指 数 上 升 的 ， 背 后 的 主 要 原 因 就 是 晶 体 管 的 尺 寸 缩 小 。 另 外 一 个 重 要 的 原 因 是 ， 尺 寸 缩 小 之 后 ， 集 成 度 （ 单 位 面 积 的 晶 体 管 数 量 ） 提 升 ， 这 有 多 个 好 处 。 一 来 可 以 增 加 芯 片 的 功 能 ， 二 来 更 重 要 的 是 ， 根 据 摩 尔 定 律 ， 集 成 度 提 升 的 直 接 结 果 是 成 本 的 下 降 。 这 也 是 为 什 么 半 导 体 行 业 5 0 年 来 如 一 日 地 追 求 摩 尔 定 律 的 原 因 ， 因 为 如 果 达 不 到 这 个 标 准 ， 你 家 的 产 品 成 本 就 会 高 于 能 达 到 这 个 标 准 的 对 手 ， 你 家 就 倒 闭 了 。 图 1 微 处 理 器 芯 片 的 发 展 趋 势 还 有 一 个 原 因 是 晶 体 管 缩 小 可 以 降 低 单 个 晶 体 管 的 功 耗 ， 因 为 缩 小 的 规 则 要 求 ， 同 时 会 降 低 整 体 芯 片 的 供 电 电 压 ， 进 而 降 低 功 耗 。 但 是 有 一 个 重 要 的 例 外 ， 就 是 从 物 理 原 理 上 说 ， 单 位 面 积 的 功 耗 并 不 降 低 。 因 此 这 成 为 了 晶 体 管 缩 小 的 一 个 很 严 重 的 问 题 ， 因 为 理 论 上 的 计 算 是 理 想 情 况 ， 实 际 上 ， 不 仅 不 降 低 ， 反 而 是 随 着 集 成 度 的 提 高 而 提 高 的 。 在 2 0 0 0 年 的 时 候 ， 人 们 已 经 预 测 ， 根 据 摩 尔 定 律 的 发 展 ， 如 果 没 有 什 么 技 术 进 步 的 话 ， 晶 体 管 缩 小 到 2 0 1 0 年 时 ， 其 功 耗 密 度 可 以 达 到 火 箭 发 动 机 的 水 平 ， 这 样 的 芯 片 当 然 是 不 可 能 正 常 工 作 的 。 即 使 达 不 到 这 个 水 平 ， 温 度 太 高 也 会 影 响 晶 体 管 的 性 能 。 事 实 上 ， 业 界 现 在 也 没 有 找 到 真 正 彻 底 解 决 晶 体 管 功 耗 问 题 的 方 案 ， 实 际 的 做 法 是 一 方 面 降 低 电 压 （ 功 耗 与 电 压 的 平 方 成 正 比 ） ， 一 方 面 不 再 追 求 时 钟 频 率 。 因 此 在 图 1 中 ， 2 0 0 5 年 以 后 ， C P U 频 率 不 再 增 长 ， 性 能 的 提 升 主 要 依 靠 多 核 架 构 。 这 个 被 称 作 “ 功 耗 墙 ” ， 至 今 仍 然 存 在 ， 所 以 你 买 不 到 5 G H z 的 处 理 器 ， 4 G 的 都 几 乎 没 有 。 以 上 是 三 个 缩 小 晶 体 管 的 主 要 诱 因 。 可 以 看 出 ， 都 是 重 量 级 的 提 升 性 能 、 功 能 、 降 低 成 本 的 方 法 ， 所 以 业 界 才 会 一 直 坚 持 到 现 在 。 那 么 是 怎 样 缩 小 的 呢 。 物 理 原 理 是 恒 定 电 场 ， 因 为 晶 体 管 的 物 理 学 通 俗 地 说 ， 是 电 场 决 定 的 ， 所 以 只 要 电 场 不 变 ， 晶 体 管 的 模 型 就 不 需 要 改 变 ， 这 种 方 式 被 证 明 效 果 最 佳 ， 被 称 为 D e n n a r d S c a l i n g ， 提 出 者 是 I B M 。 电 场 等 于 电 压 除 以 尺 寸 。 既 然 要 缩 小 尺 寸 ， 就 要 等 比 降 低 电 压 。 如 何 缩 小 尺 寸 。 简 单 将 面 积 缩 小 到 原 来 的 一 半 。 面 积 等 于 尺 寸 的 平 方 ， 因 此 尺 寸 就 缩 小 大 约 0 . 7 。 如 果 看 一 下 晶 体 管 技 术 节 点 的 数 字 [ 3 ] ： 1 3 0 n m 、 9 0 n m 、 6 5 n m 、 4 5 n m 、 3 2 n m 、 2 2 n m 、 1 4 n m 、 1 0 n m 、 7 n m （ 5 n m ） ， 会 发 现 是 一 个 大 约 为 0 . 7 为 比 的 等 比 数 列 ， 就 是 这 个 原 因 。 当 然 ， 前 面 说 过 ， 在 现 在 ， 这 只 是 一 个 命 名 的 习 惯 ， 跟 实 际 尺 寸 已 经 有 差 距 了 。 2 . 2 节 点 的 数 字 不 能 等 同 于 晶 体 管 的 实 际 尺 寸 第 二 个 问 题 ， 为 什 么 现 在 的 技 术 节 点 不 再 直 接 反 应 晶 体 管 的 尺 寸 呢 。 原 因 也 很 简 单 ， 因 为 无 法 做 到 这 个 程 度 的 缩 小 了 。 有 三 个 主 要 的 原 因 。 首 先 ， 原 子 尺 度 的 计 量 单 位 是 安 ， 为 0 . 1 n m 。 1 0 n m 的 沟 道 长 度 ， 也 就 只 有 不 到 1 0 0 个 硅 原 子 而 已 。 晶 体 管 本 来 的 物 理 模 型 这 样 的 ： 用 量 子 力 学 的 能 带 论 计 算 电 子 的 分 布 ， 但 是 用 经 典 的 电 流 理 论 计 算 电 子 的 输 运 。 电 子 在 分 布 确 定 之 后 ， 仍 然 被 当 作 一 个 粒 子 来 对 待 ， 而 不 是 考 虑 它 的 量 子 效 应 。 因 为 尺 寸 大 ， 所 以 不 需 要 。 但 是 越 小 ， 就 越 不 行 了 ， 就 需 要 考 虑 各 种 复 杂 的 物 理 效 应 ， 晶 体 管 的 电 流 模 型 也 不 再 适 用 。 其 次 ， 即 使 用 经 典 的 模 型 ， 性 能 上 也 出 了 问 题 ， 这 个 叫 做 短 沟 道 效 应 ， 其 效 果 是 损 害 晶 体 管 的 性 能 。 短 沟 道 效 应 其 实 很 好 理 解 ， 通 俗 地 讲 ， 晶 体 管 是 一 个 三 个 端 口 的 开 关 。 前 面 已 经 说 过 ， 其 工 作 原 理 是 把 电 子 从 一 端 （ 源 端 ） 弄 到 另 一 端 （ 漏 端 ） ， 这 是 通 过 沟 道 进 行 的 ， 另 外 还 有 一 个 端 口 （ 栅 端 ） 的 作 用 是 ， 决 定 这 条 沟 道 是 打 开 的 ， 还 是 关 闭 的 。 这 些 操 作 都 是 通 过 在 端 口 上 加 上 特 定 的 电 压 来 完 成 的 。 晶 体 管 性 能 依 赖 的 一 点 是 ， 必 须 要 打 得 开 ， 也 要 关 得 紧 。 短 沟 道 器 件 ， 打 得 开 没 问 题 ， 但 是 关 不 紧 ， 原 因 就 是 尺 寸 太 小 ， 内 部 有 很 多 电 场 上 的 互 相 干 扰 ， 以 前 都 是 可 以 忽 略 不 计 的 ， 现 在 则 会 导 致 栅 端 的 电 场 不 能 够 发 挥 全 部 的 作 用 ， 因 此 关 不 紧 。 关 不 紧 的 后 果 就 是 有 漏 电 流 ， 简 单 地 说 就 是 不 需 要 、 浪 费 的 电 流 。 这 部 分 电 流 可 不 能 小 看 ， 因 为 此 时 晶 体 管 是 在 休 息 ， 没 有 做 任 何 事 情 ， 却 在 白 白 地 耗 电 。 目 前 ， 集 成 电 路 中 的 这 部 分 漏 电 流 导 致 的 能 耗 ， 已 经 占 到 了 总 能 耗 的 接 近 半 数 ， 所 以 也 是 目 前 晶 体 管 设 计 和 电 路 设 计 的 一 个 最 主 要 的 目 标 。 最 后 ， 集 成 电 路 的 制 造 工 艺 也 越 来 越 难 做 到 那 么 小 的 尺 寸 了 。 决 定 制 造 工 艺 的 最 小 尺 寸 的 东 西 ， 叫 做 光 刻 机 [ 5 ] 。 它 的 功 能 是 ， 把 预 先 印 制 好 的 电 路 设 计 ， 像 洗 照 片 一 样 洗 到 晶 片 表 面 上 去 ， 在 我 看 来 就 是 一 种 B u g 级 的 存 在 ， 因 为 吞 吐 率 非 常 地 高 。 否 则 那 么 复 杂 的 集 成 电 路 ， 如 何 才 能 制 造 出 来 呢 。 比 如 英 特 尔 的 奔 腾 4 处 理 器 ， 据 说 需 要 3 0 多 还 是 4 0 多 张 不 同 的 设 计 模 板 ， 先 后 不 断 地 曝 光 ， 才 能 完 成 整 个 处 理 器 的 设 计 的 印 制 。 但 是 光 刻 机 ， 顾 名 思 义 ， 是 用 光 的 ， 当 然 不 是 可 见 光 ， 但 总 之 是 光 。 而 稍 有 常 识 就 会 知 道 ， 所 有 用 光 的 东 西 ， 都 有 一 个 本 质 的 问 题 ， 就 是 衍 射 。 光 刻 机 不 例 外 。 因 为 这 个 问 题 的 制 约 ， 任 何 一 台 光 刻 机 所 能 刻 制 的 最 小 尺 寸 ， 基 本 上 与 它 所 用 的 光 源 的 波 长 成 正 比 。 波 长 越 小 ， 尺 寸 也 就 越 小 ， 这 个 道 理 是 很 简 单 的 。 目 前 的 主 流 生 产 工 艺 采 用 荷 兰 艾 斯 摩 尔 生 产 的 步 进 式 光 刻 机 ， 所 使 用 的 光 源 是 1 9 3 n m 的 氟 化 氩 （ A r F ） 分 子 振 荡 器 产 生 的 ， 被 用 于 最 精 细 的 尺 寸 的 光 刻 步 骤 。 相 比 之 下 ， 目 前 的 最 小 量 产 的 晶 体 管 尺 寸 是 2 0 n m （ 1 4 n m n o d e ） ， 已 经 有 了 1 0 倍 以 上 的 差 距 。 为 何 没 有 衍 射 效 应 呢 。 答 案 是 业 界 十 多 年 来 在 光 刻 技 术 上 投 入 了 巨 资 ， 先 后 开 发 了 各 种 魔 改 级 别 的 技 术 ， 诸 如 浸 入 式 光 刻 （ 把 光 程 放 在 某 种 液 体 里 ， 因 为 光 的 折 射 率 更 高 ， 而 最 小 尺 寸 反 比 于 折 射 率 ） 、 相 位 掩 模 （ 通 过 1 8 0 度 反 向 的 方 式 来 让 产 生 的 衍 射 互 相 抵 消 ， 提 高 精 确 度 ） 等 等 ， 就 这 样 一 直 撑 到 了 现 在 ， 支 持 了 6 0 n m 以 来 的 所 有 技 术 节 点 的 进 步 。 又 为 何 不 用 更 小 波 长 的 光 源 呢 。 答 案 是 ， 工 艺 上 暂 时 做 不 到 。 高 端 光 刻 机 的 光 源 ， 是 世 界 级 的 工 业 难 题 。 以 上 就 是 目 前 主 流 的 深 紫 外 曝 光 技 术 （ D U V ） 。 业 界 普 遍 认 为 ， 7 n m 技 术 节 点 是 它 的 极 限 了 ， 甚 至 7 n m 都 不 一 定 能 够 做 到 量 产 。 下 一 代 技 术 仍 然 在 开 发 之 中 ， 被 称 为 极 紫 外 （ E U V ） ， 其 光 源 降 到 了 1 3 n m 。 但 是 ， 因 为 在 这 个 波 长 ， 已 经 没 有 合 适 的 介 质 可 以 用 来 折 射 光 ， 构 成 必 须 的 光 路 了 ， 因 此 这 个 技 术 里 面 的 光 学 设 计 ， 全 部 是 反 射 ， 而 在 如 此 高 的 精 度 下 ， 设 计 如 此 复 杂 的 反 射 光 路 ， 本 身 就 是 难 以 想 象 的 技 术 难 题 。 这 还 不 算 什 么 ， 此 问 题 已 经 能 被 克 服 了 。 最 难 的 还 是 光 源 ， 虽 然 可 以 产 生 所 需 的 光 线 ， 但 是 强 度 远 低 于 工 业 生 产 的 需 求 ， 造 成 E U V 光 刻 机 的 晶 圆 产 量 达 不 到 要 求 ， 换 言 之 拿 来 用 就 会 赔 本 。 一 台 这 种 机 器 ， 就 是 上 亿 美 元 。 所 以 E U V 还 属 于 未 来 。 由 于 以 上 三 个 原 因 ， 其 实 很 早 开 始 就 导 致 晶 体 管 的 尺 寸 缩 小 进 入 了 深 水 区 ， 越 来 越 难 。 到 了 2 2 n m 之 后 ， 芯 片 已 经 无 法 按 比 例 缩 小 了 。 因 此 ， 就 没 有 再 追 求 一 定 要 缩 小 ， 反 而 是 采 用 了 更 加 优 化 的 晶 体 管 设 计 ， 配 合 上 C P U 架 构 上 的 多 核 多 线 程 等 一 系 列 技 术 ， 继 续 为 消 费 者 提 供 相 当 于 更 新 换 代 了 的 产 品 性 能 。 因 为 这 个 原 因 ， 技 术 节 点 的 数 字 仍 然 在 缩 小 ， 但 是 已 然 不 再 等 同 于 晶 体 管 的 尺 寸 ， 而 是 代 表 一 系 列 构 成 这 个 技 术 节 点 的 指 标 的 技 术 和 工 艺 的 总 和 。 2 . 3 晶 体 管 缩 小 过 程 中 面 对 的 问 题 第 三 个 问 题 ， 技 术 节 点 的 缩 小 过 程 中 ， 晶 体 管 的 设 计 是 怎 样 发 展 的 。 首 先 搞 清 楚 ， 晶 体 管 设 计 的 思 路 是 什 么 。 主 要 的 无 非 两 点 ： 第 一 提 升 开 关 响 应 度 ， 第 二 降 低 漏 电 流 。 图 2 晶 体 管 漏 电 流 栅 电 压 的 关 系 图 为 了 讲 清 楚 这 个 问 题 ， 最 好 的 方 法 是 看 图 2 。 晶 体 管 物 理 特 性 图 ， 基 本 上 搞 清 楚 一 张 就 足 够 了 ， 就 是 漏 电 流 栅 电 压 的 关 系 图 ， 比 如 下 面 这 种 ： 横 轴 代 表 栅 电 压 ， 纵 轴 代 表 漏 电 流 ， 并 且 纵 轴 一 般 是 对 数 坐 标 。 前 面 说 过 ， 栅 电 压 控 制 晶 体 管 的 开 关 。 可 以 看 出 ， 最 好 的 晶 体 管 ， 是 那 种 能 够 在 很 小 的 栅 电 压 变 化 内 ， 一 下 子 就 从 完 全 关 闭 （ 漏 电 流 为 0 ） ， 变 成 完 全 打 开 （ 漏 电 流 达 到 饱 和 值 ） ， 也 就 是 虚 线 。 这 个 性 质 有 多 方 面 的 好 处 ， 接 下 来 再 说 。 显 然 这 种 晶 体 管 不 存 在 于 这 个 星 球 上 。 原 因 是 ， 在 经 典 的 晶 体 管 物 理 理 论 下 ， 衡 量 这 个 开 关 响 应 能 力 的 标 准 ， 叫 做 S u b t h r e s h o l d S w i n g （ S S ） ， 有 一 个 极 限 值 ， 约 为 6 0 m V / d e c 。 英 特 尔 的 数 据 上 ， 最 新 的 1 4 n m 晶 体 管 ， 这 个 数 值 大 概 是 7 0 m V / d e c 左 右 。 并 且 ， 降 低 这 个 值 ， 和 降 低 漏 电 流 、 提 升 工 作 电 流 （ 提 高 速 度 ） 、 降 低 功 耗 等 要 求 ， 是 等 同 的 ， 因 为 这 个 值 越 低 ， 在 同 样 的 电 压 下 ， 漏 电 流 就 越 低 。 而 为 了 达 到 同 样 的 工 作 电 流 ， 需 要 的 电 压 就 越 低 ， 这 样 等 同 于 降 低 了 功 耗 。 所 以 说 这 个 值 是 晶 体 管 设 计 里 面 最 重 要 的 指 标 ， 不 过 分 。 围 绕 这 个 指 标 ， 以 及 背 后 的 晶 体 管 性 能 设 计 的 几 个 目 标 ， 大 家 都 做 了 哪 些 事 情 呢 。 先 看 工 业 界 ， 毕 竟 实 践 是 检 验 真 理 的 唯 一 标 准 。 下 面 的 记 忆 ， 和 节 点 的 对 应 不 一 定 完 全 准 确 ， 但 具 体 的 描 述 应 该 没 错 ： 6 5 n m 引 入 G e s t r a i n e d 的 沟 道 。 s t r a i n 原 理 是 通 过 在 适 当 的 地 方 掺 杂 一 点 点 的 锗 到 硅 里 面 去 ， 锗 和 硅 的 晶 格 常 数 不 同 ， 因 此 会 导 致 硅 的 晶 格 形 状 改 变 ， 而 根 据 能 带 论 ， 这 个 改 变 可 以 在 沟 道 的 方 向 上 提 高 电 子 的 迁 移 率 ， 而 迁 移 率 高 ， 就 会 提 高 晶 体 管 的 工 作 电 流 。 而 在 实 际 中 ， 人 们 发 现 ， 这 种 方 法 对 于 空 穴 型 沟 道 的 晶 体 管 （ p m o s ） ， 比 对 电 子 型 沟 道 的 晶 体 管 （ n m o s ） ， 更 加 有 效 。 图 3 基 本 的 晶 体 管 结 构 2 . 4 里 程 碑 的 突 破 ， 4 5 n m 引 入 高 K 值 的 绝 缘 层 （ 1 ） 4 5 n m 引 入 了 高 k 值 绝 缘 层 / 金 属 栅 极 的 配 置 。 这 个 也 是 一 个 里 程 碑 的 成 果 ， 曾 经 有 一 位 教 授 ， 当 年 是 在 英 特 尔 开 发 了 这 项 技 术 的 团 队 的 主 要 成 员 之 一 ， 因 此 对 这 一 点 提 的 特 别 多 ， 耳 濡 目 染 就 记 住 了 。 这 是 两 项 技 术 ， 但 其 实 都 是 为 了 解 决 同 一 个 问 题 ： 在 很 小 的 尺 寸 下 ， 如 何 保 证 栅 极 有 效 的 工 作 。 前 面 没 有 细 说 晶 体 管 的 结 构 ， 见 图 3 。 图 3 是 一 个 最 基 本 的 晶 体 管 的 结 构 示 意 图 ， 现 在 的 晶 体 管 早 就 不 长 这 样 了 ， 但 是 任 何 半 导 体 物 理 都 是 从 这 儿 开 始 讲 起 的 ， 所 以 这 是 “ 标 配 版 ” 的 晶 体 管 ， 又 被 称 为 体 硅 （ b u l k ） 晶 体 管 。 g a t e 就 是 栅 。 其 中 有 一 个 o x i d e ， 绝 缘 层 ， 前 面 没 有 提 到 ， 但 是 却 是 晶 体 管 所 有 的 构 件 中 ， 最 关 键 的 一 个 。 它 的 作 用 是 隔 绝 栅 极 和 沟 道 。 因 为 栅 极 开 关 沟 道 ， 是 通 过 电 场 进 行 的 ， 电 场 的 产 生 又 是 通 过 在 栅 极 上 加 一 定 的 电 压 来 实 现 的 ， 但 是 欧 姆 定 律 告 诉 我 们 ， 有 电 压 就 有 电 流 。 如 果 有 电 流 从 栅 极 流 进 了 沟 道 ， 那 么 还 谈 什 么 开 关 ， 早 就 漏 了 。 所 以 ， 需 要 绝 缘 层 。 为 什 么 o x i d e （ o r d i e l e c t r i c ） 而 不 是 i n s u l a t o r 。 因 为 最 早 的 绝 缘 层 就 是 和 硅 非 常 自 然 地 共 处 的 二 氧 化 硅 ， 其 相 对 介 电 常 数 （ 衡 量 绝 缘 性 的 ， 越 高 ， 对 晶 体 管 性 能 来 说 越 好 ） 约 是 3 . 9 。 一 个 好 的 绝 缘 层 是 晶 体 管 的 生 命 线 。 但 是 要 说 明 ， 硅 天 然 就 具 有 这 么 一 个 性 能 超 级 好 的 绝 缘 层 ， 对 于 半 导 体 工 业 来 说 ， 是 一 件 有 历 史 意 义 的 幸 运 的 事 情 。 有 人 曾 经 感 慨 ， 上 帝 都 在 帮 助 人 类 发 明 集 成 电 路 ， 首 先 给 了 那 么 多 的 沙 子 （ 硅 晶 圆 的 原 料 ） ， 又 给 了 一 个 完 美 的 自 然 绝 缘 层 。 所 以 至 今 ， 硅 极 其 难 被 取 代 。 一 个 重 要 原 因 就 是 ， 作 为 制 造 晶 体 管 的 材 料 ， 其 综 合 性 能 太 完 美 了 。 二 氧 化 硅 虽 好 ， 在 尺 寸 缩 小 到 一 定 限 度 时 ， 也 出 现 了 问 题 。 缩 小 尺 寸 的 过 程 中 ， 电 场 强 度 是 保 持 不 变 的 ， 在 这 样 的 情 况 下 ， 从 能 带 的 角 度 看 ， 因 为 电 子 的 波 动 性 ， 如 果 绝 缘 层 很 窄 很 窄 的 话 ， 那 么 有 一 定 的 几 率 电 子 会 发 生 隧 穿 效 应 而 越 过 绝 缘 层 的 能 带 势 垒 ， 产 生 漏 电 流 。 可 以 想 象 为 穿 过 一 堵 比 自 己 高 的 墙 。 这 个 电 流 的 大 小 和 绝 缘 层 的 厚 度 ， 以 及 绝 缘 层 的 “ 势 垒 高 度 ” 成 负 相 关 。 因 此 厚 度 越 小 ， 势 垒 越 低 ， 这 个 漏 电 流 越 大 ， 对 晶 体 管 越 不 利 。 但 是 在 另 一 方 面 ， 晶 体 管 的 开 关 性 能 、 工 作 电 流 等 等 ， 都 需 要 拥 有 一 个 很 大 的 绝 缘 层 电 容 。 实 际 上 ， 如 果 这 个 电 容 无 限 大 的 话 ， 会 达 到 理 想 化 的 6 0 m V / d e c 的 S S 极 限 指 标 。 这 里 说 的 电 容 都 是 指 单 位 面 积 的 电 容 。 这 个 电 容 等 于 介 电 常 数 除 以 绝 缘 层 的 厚 度 。 显 然 ， 厚 度 越 小 ， 介 电 常 数 越 大 ， 对 晶 体 管 越 有 利 。 可 以 看 出 ， 已 经 出 现 了 一 对 设 计 目 标 上 的 矛 盾 ， 那 就 是 绝 缘 层 的 厚 度 要 不 要 继 续 缩 小 。 实 际 上 在 这 个 节 点 之 前 ， 二 氧 化 硅 已 经 缩 小 到 了 不 到 2 n m 的 厚 度 ， 也 就 是 十 几 个 原 子 层 的 厚 度 ， 漏 电 流 的 问 题 已 经 取 代 了 性 能 的 问 题 ， 成 为 头 号 大 敌 。 于 是 聪 明 绝 顶 的 人 类 ， 开 始 想 办 法 。 人 类 很 贪 心 的 ， 既 不 愿 意 放 弃 大 电 容 的 性 能 增 强 ， 又 不 愿 意 冒 漏 电 的 风 险 。 于 是 人 类 说 ， 如 果 有 一 种 材 料 ， 介 电 常 数 很 高 ， 同 时 能 带 势 垒 也 很 高 ， 那 么 是 不 是 就 可 以 在 厚 度 不 缩 小 的 情 况 下 （ 保 护 漏 电 流 ） ， 继 续 提 升 电 容 （ 提 高 开 关 性 能 ） 。 于 是 大 家 就 开 始 找 ， 找 了 许 多 种 奇 奇 怪 怪 的 材 料 ， 终 于 最 后 经 过 验 证 ， 确 定 使 用 一 种 名 为 H f O 2 的 材 料 。 这 个 元 素 我 以 前 听 都 没 有 听 过 。 这 个 就 叫 做 h i g h k ， 这 里 的 k 是 相 对 介 电 常 数 （ 相 对 于 二 氧 化 硅 的 而 言 ） 。 当 然 ， 这 个 工 艺 的 复 杂 程 度 ， 远 远 超 过 这 里 描 述 的 这 么 简 单 。 具 备 h i g h k 性 质 的 材 料 很 多 ， 但 是 最 终 被 采 用 的 材 料 ， 一 定 要 具 备 许 多 优 秀 的 电 学 性 质 。 因 为 二 氧 化 硅 真 的 是 一 项 非 常 完 美 的 晶 体 管 绝 缘 层 材 料 ， 而 且 制 造 工 艺 流 程 和 集 成 电 路 的 其 它 制 造 步 骤 可 以 方 便 地 整 合 ， 所 以 找 到 这 样 一 项 各 方 面 都 符 合 半 导 体 工 艺 制 造 的 要 求 的 高 性 能 绝 缘 层 材 料 ， 是 一 件 了 不 起 的 工 程 成 就 。 图 4 三 栅 极 晶 体 管 结 构 至 于 金 属 栅 ， 是 与 h i g h k 配 套 的 一 项 技 术 。 在 晶 体 管 的 最 早 期 ， 栅 极 是 用 铝 制 作 ， 后 来 经 过 发 展 ， 改 用 重 掺 杂 多 晶 硅 制 作 ， 因 为 工 艺 简 单 ， 性 能 好 。 到 了 h i g h k 这 里 ， 大 家 发 现 ， h i g h k 材 料 有 两 个 副 作 用 ， 一 是 会 莫 名 其 妙 地 降 低 工 作 电 流 ， 二 是 会 改 变 晶 体 管 的 阈 值 电 压 。 阈 值 电 压 就 是 把 晶 体 管 的 沟 道 打 开 所 需 要 的 最 小 电 压 值 ， 这 个 值 是 非 常 重 要 的 晶 体 管 参 数 。 这 个 原 理 不 细 说 了 ， 主 要 原 因 是 ， h i g h k 材 料 会 降 低 沟 内 的 道 载 流 子 迁 移 率 ， 并 且 影 响 在 界 面 上 的 费 米 能 级 的 位 置 。 载 流 子 迁 移 率 越 低 ， 工 作 电 流 就 越 低 ， 而 所 谓 的 费 米 能 级 ， 是 从 能 带 论 的 图 像 上 来 解 释 半 导 体 电 子 分 布 的 一 种 分 析 方 法 ， 简 单 地 说 ， 它 的 位 置 会 影 响 晶 体 管 的 阈 值 电 压 。 这 两 个 问 题 的 产 生 ， 都 和 h i g h k 材 料 内 部 的 偶 极 子 分 布 有 关 。 偶 极 子 是 一 端 正 电 荷 一 端 负 电 荷 的 一 对 电 荷 系 统 ， 可 以 随 着 外 加 电 场 的 方 向 而 改 变 自 己 的 分 布 ， h i g h k 材 料 的 介 电 常 数 之 所 以 高 的 原 因 ， 就 跟 内 部 的 偶 极 子 有 很 大 关 系 。 所 以 这 是 一 把 双 刃 剑 。 于 是 人 类 又 想 ， 就 想 到 了 用 金 属 做 栅 极 ， 因 为 金 属 有 一 个 效 应 叫 做 镜 像 电 荷 ， 可 以 中 和 掉 h i g h k 材 料 的 绝 缘 层 里 的 偶 极 子 对 沟 道 和 费 米 能 级 的 影 响 。 这 样 一 来 就 两 全 其 美 。 至 于 这 种 或 这 几 种 金 属 究 竟 是 什 么 ， 除 了 掌 握 技 术 的 那 几 家 企 业 之 外 ， 外 界 没 有 人 知 道 ， 是 商 业 机 密 。 于 是 摩 尔 定 律 再 次 胜 利 。 （ 2 ） 3 2 n m 第 二 代 的 h i g h k 绝 缘 层 / 金 属 栅 工 艺 。 因 为 4 5 n m 英 特 尔 取 得 了 巨 大 的 成 功 （ 在 很 多 晶 体 管 、 微 处 理 器 的 发 展 图 上 ， 4 5 n m 这 一 代 的 晶 体 管 ， 会 在 功 耗 、 性 能 等 方 面 突 然 出 现 一 个 较 大 的 进 步 标 志 ） ， 3 2 n m 时 候 继 续 在 基 础 上 改 换 更 好 的 材 料 ， 继 续 了 缩 小 尺 寸 的 老 路 。 当 然 ， 前 代 的 G e s t r a i n 工 艺 也 是 继 续 使 用 的 。 （ 3 ） 2 2 n m F i n F E T （ 英 特 尔 成 为 T r i g a t e ） 三 栅 极 晶 体 管 。 这 一 代 的 晶 体 管 ， 在 架 构 上 进 行 了 一 次 变 革 。 变 革 的 最 早 设 计 可 以 追 溯 到 伯 克 利 的 胡 正 明 教 授 2 0 0 0 年 左 右 提 出 的 三 栅 极 和 环 栅 晶 体 管 物 理 模 型 ， 后 来 被 英 特 尔 变 为 了 现 实 。 图 4 是 F i n F E T 一 般 模 型 。 它 的 实 质 上 是 增 加 了 一 个 栅 极 。 直 观 地 说 ， 如 果 看 回 前 面 的 那 张 “ 标 配 版 ” 的 晶 体 管 结 构 图 的 话 ， 在 尺 寸 很 短 的 晶 体 管 里 面 ， 因 为 短 沟 道 效 应 ， 漏 电 流 是 比 较 严 重 的 。 而 大 部 分 的 漏 电 流 ， 是 通 过 沟 道 下 方 的 那 片 区 域 流 通 的 。 沟 道 在 图 上 并 没 有 标 出 来 ， 是 位 于 氧 化 绝 缘 层 以 下 、 硅 晶 圆 表 面 的 非 常 非 常 薄 （ 1 ～ 2 n m ） 的 一 个 窄 窄 的 薄 层 。 沟 道 下 方 的 区 域 被 称 为 耗 尽 层 ， 就 是 大 部 分 的 浅 色 区 域 。 图 5 S O I （ 绝 缘 层 上 硅 ） 晶 体 管 结 构 图 6 F i n F E T 晶 体 管 结 构 2 . 5 聪 明 的 I B M ， 天 才 的 英 特 尔 。 于 是 有 人 就 开 始 想 啊 ， 既 然 电 子 是 在 沟 道 中 运 动 ， 那 么 我 为 何 非 要 在 沟 道 下 面 留 有 这 么 一 大 片 耗 尽 层 呢 。 当 然 这 是 有 原 因 的 ， 因 为 物 理 模 型 需 要 这 片 区 域 来 平 衡 电 荷 。 但 是 在 短 沟 道 器 件 里 面 ， 没 有 必 要 非 要 把 耗 尽 层 和 沟 道 放 在 一 起 ， 等 着 漏 电 流 白 白 地 流 过 去 。 于 是 有 人 （ I B M ） 开 了 一 个 脑 洞 ： 把 这 部 分 硅 直 接 拿 掉 ， 换 成 绝 缘 层 ， 绝 缘 层 下 面 才 是 剩 下 的 硅 ， 这 样 沟 道 就 和 耗 尽 层 分 开 了 ， 因 为 电 子 来 源 于 两 极 ， 但 是 两 极 和 耗 尽 层 之 间 ， 被 绝 缘 层 隔 开 了 ， 这 样 除 了 沟 道 之 外 ， 就 不 会 漏 电 了 。 比 如 图 5 这 样 。 这 个 叫 做 S O I （ 绝 缘 层 上 硅 ） [ 1 0 ] ， 虽 然 没 有 成 为 主 流 ， 但 是 因 为 有 其 优 势 ， 所 以 现 在 还 有 制 造 厂 在 搞 。 有 人 （ 英 特 尔 ） 又 想 了 ， 既 然 都 是 拿 掉 耗 尽 层 的 硅 ， 插 入 一 层 氧 化 层 ， 那 么 为 什 么 非 要 放 上 一 堆 没 用 的 硅 在 下 面 ， 直 接 在 氧 化 层 底 下 ， 再 弄 一 个 栅 极 ， 两 边 夹 着 沟 道 ， 岂 不 是 更 好 。 看 看 I B M ， 是 否 有 雄 心 。 但 是 英 特 尔 还 觉 得 不 够 ， 又 想 ， 既 然 如 此 ， 有 什 么 必 要 非 得 把 氧 化 层 埋 在 硅 里 面 。 把 硅 弄 出 来 ， 周 围 像 三 明 治 一 样 地 被 包 裹 上 绝 缘 层 ， 外 面 再 放 上 栅 极 ， 岂 不 是 更 加 优 化 。 于 是 就 有 了 F i n F E T ， 图 6 这 种 。 F i n F E T 胜 出 在 于 ， 不 仅 大 大 降 低 了 漏 电 流 ， 而 且 因 为 有 多 一 个 栅 极 ， 这 两 个 栅 极 一 般 都 是 连 在 一 起 的 ， 因 此 等 于 大 大 地 增 加 了 前 面 说 过 的 那 个 绝 缘 层 电 容 ， 也 就 是 大 大 地 提 升 了 晶 体 管 的 开 关 性 能 。 所 以 又 是 一 次 革 命 式 的 进 步 。 图 7 1 4 n m F i n F E T 结 构 这 个 设 计 其 实 不 难 想 到 ， 难 的 是 ， 能 够 做 到 。 为 什 么 呢 。 因 为 竖 起 来 的 那 一 部 分 硅 ， 也 就 是 用 作 沟 道 的 硅 ， 太 薄 了 ， 只 有 不 到 1 0 n m ， 不 仅 远 小 于 晶 体 管 的 最 小 尺 寸 ， 也 远 小 于 最 精 密 的 光 刻 机 所 能 刻 制 的 最 小 尺 寸 。 于 是 如 何 把 这 个 F i n 给 弄 出 来 ， 还 得 弄 好 ， 成 了 真 正 的 难 题 。 英 特 尔 的 做 法 是 很 聪 明 的 ， 解 释 起 来 需 要 很 多 张 工 艺 流 程 图 。 但 是 基 本 原 理 是 ， 这 部 分 硅 不 是 光 刻 出 来 的 ， 而 是 长 出 来 的 。 它 先 用 普 通 精 度 的 光 刻 刻 出 一 堆 架 子 ， 然 后 再 沉 淀 一 层 硅 ， 在 架 子 的 边 缘 就 会 长 出 一 层 很 薄 的 硅 ， 然 后 再 用 选 择 性 的 刻 蚀 把 多 余 的 材 料 弄 走 ， 剩 下 的 就 是 这 些 立 着 的 、 超 薄 的 硅 F i n 了 。 当 时 说 出 这 套 方 法 的 时 候 ， 彻 底 绝 了 。 1 4 n m 继 续 F i n F E T 。 接 着 是 英 特 尔 的 1 4 n m 晶 体 管 的 S E M 横 截 面 图 ， 大 家 感 受 一 下 ， F i n 的 宽 度 只 有 平 均 9 n m 。 当 然 了 ， 在 所 有 的 后 代 的 技 术 节 点 中 ， 前 代 的 技 术 也 是 继 续 整 合 采 用 的 。 所 以 现 在 ， 在 业 界 和 研 究 中 ， 一 般 听 到 的 晶 体 管 ， 都 被 称 作 h i g h k / m e t a l g a t e G e s t r a i n e d 1 4 n m F i n F E T （ 图 7 ） ， 整 合 了 多 年 的 技 术 精 华 。 2 . 6 为 摩 尔 定 律 的 延 续 而 奋 斗 而 在 学 术 界 ， 近 些 年 陆 续 搞 出 了 各 种 异 想 天 开 的 新 设 计 ， 比 如 隧 穿 晶 体 管 、 负 电 容 效 应 晶 体 管 、 碳 纳 米 管 等 等 。 所 有 这 些 设 计 ， 基 本 是 四 个 方 向 ， 材 料 、 机 理 、 工 艺 、 结 构 。 而 所 有 的 设 计 方 案 ， 其 实 可 以 用 一 条 简 单 的 思 路 概 括 ， 就 是 前 面 提 到 的 那 个 S S 值 的 决 定 公 式 ， 里 面 有 两 项 相 乘 组 成 ： （ F o r t h i s e x p r e s s i o n . T h e f i r s t t e r m c o u l d b e s e e n a s e l e c t r o s t a t i c s , t h e s e c o n d t e r m c o u l d b e s e e n a s t r a n s p o r t . T h i s i s n o t a v e r y p h y s i c a l l y s t r i c t w a y t o d e s c r i b e , b u t i t p r o v i d e s a c o n v e n i e n t p i c t u r e o f v a r i o u s w a y s t o i m p r o v e t r a n s i s t o r p r o p e r t i e s . ） 因 此 ， 改 进 要 么 是 改 善 晶 体 管 的 静 电 物 理 （ e l e c t r o s t a t i c s ） ， 这 是 其 中 一 项 ， 要 么 改 善 沟 道 的 输 运 性 质 （ t r a n s p o r t ） ， 这 是 另 一 项 。 而 晶 体 管 设 计 里 面 ， 除 了 考 虑 开 关 性 能 之 外 ， 还 需 要 考 虑 另 一 个 性 能 ， 就 是 饱 和 电 流 问 题 。 很 多 人 对 这 个 问 题 有 误 解 ， 以 为 饱 不 饱 和 不 重 要 ， 其 实 电 流 能 饱 和 才 是 晶 体 管 能 够 有 效 工 作 的 根 本 原 因 ， 因 为 不 饱 和 的 话 ， 晶 体 管 就 不 能 保 持 信 号 的 传 递 ， 因 此 无 法 携 带 负 载 ， 换 言 之 只 中 看 ， 不 中 用 ， 放 到 电 路 里 面 去 ， 根 本 不 能 正 常 工 作 的 。 举 个 例 子 ， 有 段 时 间 石 墨 烯 晶 体 管 很 火 ， 石 墨 烯 作 沟 道 的 思 路 是 第 二 项 ， 就 是 输 运 ， 因 为 石 墨 烯 的 电 子 迁 移 率 远 远 地 完 爆 硅 。 但 直 到 目 前 ， 石 墨 烯 晶 体 管 还 没 有 太 多 的 进 展 ， 因 为 石 墨 烯 有 个 硬 伤 ， 就 是 不 能 饱 和 电 流 。 但 是 ， 去 年 貌 似 听 说 有 人 能 做 到 调 控 石 墨 烯 的 能 带 间 隙 打 开 到 关 闭 ， 石 墨 烯 不 再 仅 仅 是 零 带 隙 ， 想 来 这 或 许 会 在 晶 体 管 材 料 方 面 产 生 积 极 的 影 响 。 在 2 0 1 6 年 的 I E D M 会 议 上 ， 台 积 电 已 经 领 先 英 特 尔 ， 发 布 了 7 n m 技 术 节 点 的 晶 体 管 样 品 ， 而 英 特 尔 已 经 推 迟 了 1 0 n m 的 发 布 。 当 然 ， 两 者 的 技 术 节 点 的 标 准 不 一 样 ， 台 积 电 的 7 n m 其 实 相 当 于 英 特 尔 的 1 0 n m ， 但 是 台 积 电 率 先 拿 出 了 成 品 。 三 星 貌 似 也 在 会 上 发 表 了 自 己 的 7 n m 产 品 。 可 以 看 出 ， 摩 尔 定 律 确 实 放 缓 了 。 2 2 n m 是 在 2 0 1 0 年 左 右 出 来 的 ， 到 了 2 0 1 7 年 现 在 ， 技 术 节 点 并 没 有 进 步 到 1 0 n m 以 下 。 而 且 2 0 1 6 年 ， I T R S 已 经 宣 布 不 再 制 定 新 的 技 术 路 线 图 ， 换 言 之 ， 权 威 的 国 际 半 导 体 机 构 已 经 不 认 为 ， 摩 尔 定 律 的 缩 小 可 以 继 续 下 去 了 。 这 就 是 技 术 节 点 的 主 要 现 状 。 3 结 语 技 术 节 点 不 能 进 步 ， 是 不 是 一 定 就 是 坏 事 。 其 实 不 一 定 。 2 8 n m 这 个 节 点 ， 其 实 不 属 于 前 面 提 到 的 标 准 的 d e n n a r d s c a l i n g 的 一 部 分 ， 但 是 这 个 技 术 节 点 ， 直 到 现 在 ， 仍 然 在 半 导 体 制 造 业 界 占 据 了 很 大 的 一 块 市 场 份 额 。 台 积 电 、 中 芯 国 际 等 这 样 的 大 代 工 厂 ， 都 是 在 2 8 n m 上 玩 得 很 转 的 。 为 何 ， 因 为 这 个 节 点 被 证 明 是 一 个 在 成 本 、 性 能 、 需 求 等 多 方 面 达 到 了 比 较 优 化 的 组 合 的 一 个 节 点 ， 很 多 芯 片 产 品 ， 并 不 需 要 使 用 过 于 昂 贵 的 F i n F E T 技 术 ， 2 8 n m 能 够 满 足 自 己 的 需 求 。 但 是 有 一 些 产 品 ， 比 如 主 流 的 C P U 、 G P U 、 F P G A 、 m e m o r y 等 ， 其 性 能 的 提 升 有 相 当 一 部 分 是 来 自 于 芯 片 制 造 工 艺 的 进 步 。 所 以 再 往 后 如 何 继 续 提 升 这 些 产 品 的 性 能 ， 是 很 多 人 心 中 的 问 号 ， 也 是 新 的 机 会 。 定 制 全 导 胶 条 导 电 橡 胶 通 常 是 指 体 积 电 阻 在 1 0 的 9 次 欧 姆 厘 米 以 内 ， 由 于 橡 胶 是 优 良 的 绝 缘 体 ， 体 积 电 阻 大 于 1 0 的 1 4 次 左 右 。 导 电 橡 胶 分 为 防 静 电 级 别 导 电 橡 胶 ， 体 积 电 阻 在 1 0 的 5 次 至 1 0 的 9 次 方 之 间 ， 导 电 炭 黑 填 充 的 导 电 橡 胶 ， 体 积 电 阻 通 常 可 保 持 在 几 千 欧 ， 甚 至 更 低 到 一 二 百 欧 ， 再 低 低 于 5 0 欧 姆 厘 米 的 已 经 是 难 度 非 常 大 。 当 体 积 电 阻 低 于 1 0 欧 姆 厘 米 以 下 时 ， 导 电 橡 胶 即 具 有 电 磁 屏 蔽 功 能 。 下 文 讲 的 即 是 体 积 电 阻 在 1 0 欧 姆 厘 米 以 下 ， 主 要 用 于 电 磁 屏 蔽 场 合 。 导 电 橡 胶 是 否 真 的 能 导 电 ? 依 据 电 流 、 电 压 和 电 阻 的 关 系 ， 只 有 电 压 降 时 ， 总 是 会 存 在 一 定 电 流 流 动 ， 只 是 电 流 太 小 ， 人 感 觉 不 到 。 导 电 橡 胶 的 体 积 电 阻 相 对 金 属 还 是 很 大 ， 依 据 体 积 电 阻 与 距 离 成 反 比 的 关 系 ， 距 离 越 长 ， 阻 值 越 大 。 在 医 用 电 极 上 ， 导 电 橡 胶 已 经 被 广 泛 应 用 ， 此 时 导 电 橡 胶 电 极 较 薄 ， 一 般 是 在 1 m m 以 下 ， 电 极 只 是 在 上 下 二 个 面 接 触 ， 即 距 离 只 有 1 m m ， 这 时 导 电 橡 胶 是 完 全 通 电 的 。 导 电 橡 胶 是 将 玻 璃 镀 银 、 铝 镀 银 、 银 等 导 电 颗 粒 均 匀 分 布 在 硅 橡 胶 中 ， 通 过 压 力 使 导 电 颗 粒 接 触 ， 达 到 良 好 的 导 电 性 能 。 在 商 业 上 都 有 应 用 。 其 主 要 作 用 是 密 封 和 电 磁 屏 蔽 。 产 品 可 以 模 压 或 挤 出 成 形 ， 有 片 装 或 其 他 的 冲 切 形 状 可 供 选 择 。 屏 蔽 性 能 高 达 1 2 0 d B （ 1 0 G H z ） 。 分 为 C O N S I L N C （ 石 墨 镀 镍 填 硅 橡 胶 ） C O N S I L V （ 银 填 充 硅 橡 胶 挤 出 衬 垫 ） C O N S I L A （ 铝 镀 银 填 硅 橡 胶 ） C O N S I L N （ 镍 镀 银 填 硅 橡 胶 ） C O N S I L C （ 铜 镀 银 填 硅 橡 胶 ） S C C O N S I L （ 石 墨 填 硅 橡 胶 C O N S I L R （ 纯 银 填 硅 橡 胶 ） C O N S I L I I （ 银 填 硅 橡 胶 模 制 衬 垫 ） 等 。 中 芯 国 际 跃 升 至 全 球 第 三 ： 仅 次 于 台 积 电 、 三 星 5 月 2 4 日 消 息 ， 根 据 研 究 机 构 C o u n t e r p o i n t 的 最 新 报 告 ， 中 芯 国 际 在 2 0 2 4 年 第 一 季 度 的 全 球 晶 圆 代 工 行 业 中 取 得 了 历 史 性 的 突 破 ， 以 6 % 的 市 场 份 额 升 至 全 球 第 三 大 晶 圆 代 工 厂 ， 仅 次 于 台 积 电 和 三 星 。 报 告 指 出 ， 尽 管 2 0 2 4 年 第 一 季 度 全 球 晶 圆 代 工 业 营 收 环 比 下 滑 了 5 % ， 但 同 比 增 长 了 1 2 % 。 中 芯 国 际 的 上 升 主 要 得 益 于 其 在 C M O S 图 像 传 感 器 （ C I S ） 、 电 源 管 理 I C （ P M I C ） 、 物 联 网 芯 片 和 显 示 驱 动 I C （ D D I C ） 等 业 务 的 增 长 ， 以 及 市 场 的 复 苏 。 此 外 ， 随 着 客 户 补 充 库 存 需 求 的 扩 大 ， 中 芯 国 际 预 计 在 第 二 季 度 将 继 续 保 持 增 长 势 头 。 台 积 电 继 续 保 持 其 在 晶 圆 代 工 行 业 的 领 先 地 位 ， 一 季 度 份 额 占 比 达 到 6 2 % ， 远 超 预 期 。 台 积 电 还 将 A I 相 关 收 入 年 均 复 合 增 长 率 5 0 % 的 持 续 时 间 延 长 至 2 0 2 8 年 ， 显 示 出 其 在 A I 领 域 的 强 劲 动 力 和 长 远 规 划 。 三 星 作 为 第 二 大 代 工 厂 ， 占 据 了 1 3 % 的 市 场 份 额 ， 尽 管 中 低 端 手 机 市 场 需 求 相 对 疲 软 ， 三 星 预 计 随 着 第 二 季 度 需 求 的 改 善 ， 晶 圆 代 工 收 入 将 出 现 两 位 数 百 分 比 的 反 弹 。 C o u n t e r p o i n t 机 构 还 观 察 到 ， 半 导 体 行 业 在 2 0 2 4 年 第 一 季 度 已 显 露 出 需 求 复 苏 的 迹 象 ， 尽 管 这 一 进 展 相 对 缓 慢 ， 经 过 连 续 几 个 季 度 的 去 库 存 ， 渠 道 库 存 已 经 正 常 化 。 该 机 构 认 为 ， A I 的 强 劲 需 求 和 终 端 产 品 需 求 的 复 苏 将 成 为 2 0 2 4 年 晶 圆 代 工 行 业 的 主 要 增 长 动 力 。 如 果 您 有 需 求 或 者 咨 询 ， 您 可 以 马 上 拨 打 销 售 热 线 ， 我 们 将 热 忱 为 您 解 答 1 3 9 2 1 6 2 9 5 0 0 苏 州 圣 得 斯 电 子 科 技 有 限 公 司 S u z h o u S a i n t d e s E l e c t r o n i c T e c h n o l o g y C o . , L t d . 地 址 ： 江 苏 省 苏 州 工 业 园 区 若 水 路 3 8 8 号 A d d r e s s : N O . 3 8 8 R u o s h u i R o a d , S u z h o u I n d u s t r i a l P a r k , J i a n g s u P r o v i n c e E m a i l : j i n s h e n g y u a n 6 1 8 8 @ 1 6 3 . c o m h t t p : / / w w w . s a i n t d e s . c o m 您 还 可 以 给 我 们 留 言 ， 客 服 人 员 会 立 刻 联 系 您 C o p y r i g h t 漏 2 0 1 9 苏 州 圣 得 斯 电 子 科 技 有 限 公 司 A l l r i g h t s r e s e r v e d 制 作 维 护 ： 海 安 双 赢 网 络 技 术 有 限 公 司 苏 I C P 备 1 9 0 4 9 5 0 9 号

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