10nm以后我们在开发 英特尔日本副社长阿部谈MPU制造的未来

制造工艺的发展蓝图出处：美国英特尔的Press专用主页（点击放大）

Tri-Gate的特点出处：美国英特尔的Press专用主页。（点击放大）
英特尔日本的阿部刚士（董事副社长兼技术开发和制造技术本部长）7月8日作为特邀演讲嘉宾，出席了由日本电化学协会电子材料委员会主办的“半导体及集成电路技术第75届研讨会”（2011年7月7日和8日在东京早稻田大学举办）。在演讲的前半部分，阿部刚士介绍了美国英特尔5月份发布的FinFET——“Tri-Gate”的制造技术和晶体管，后半部分展望了采用美国英特尔MPU的PC产品市场。

本文将主要介绍演讲前半部分提到的制造技术和晶体管。阿部刚士演讲伊始便介绍了MPU制造工艺的发展蓝图。美国英特尔在MPU开发方面一直采取每年交替进行工艺微细化和架构改良的“Tick-Tock”战略，阳历奇数年是进行工艺微细化的年份。因此2011年就是开始量产22nm工艺产品的一年。幻灯片中列有以下计划：2013年开始量产14nm工艺产品、2015年开始量产10nm工艺产品。

摩尔法则继续有效

关于未来工艺（幻灯片的右侧），阿部表示，“虽然有观点认为10nm之后晶体管的发展将趋于停滞，但我认为摩尔法则仍将继续发挥作用。至少美国英特尔一直在全力开发预定2017年和2019年开始量产的工艺”（阿部）。而且，他还半开玩笑地表示，“1929年出生的戈登·摩尔（Gordon Moore）目前依然健在，至少在摩尔的有生之年保持摩尔法则的有效是美国英特尔员工的职责”。

阿部表示，美国英特尔并不是一味地推进微细化，有时也会导入不同于以前的新技术，他还介绍了2003年从90nm开始使用的应变硅（Strained Silicon），以及2007年从45nm开始使用的high-k绝缘膜和金属栅极。将从2011年下半年开始量产的22nm新技术是名为“Tri-Gate”的FinFET（参阅本站报道1，本站报道2）。据悉，与此前的平面晶体管相比，Tri-Gate在通道中设置鳍片（Fin）以增大电流，具有出色的电特性。

出色的电特性体现在多个方面，阿部在介绍时将重点放在了可低压驱动上。例如，在确保相同通道电流时，平面晶体管需要0.3V的电压，而Tri-Gate只需0.2V即可。而且他还强调到，不仅是Xeon和Core i7等高端MPU，就算是Atom等注重低压运行的MPU，Tri-Gate也可有效发挥作用。

工艺成本仅上涨2～3％

除了电特性的优势外，阿部还站在技术开发和制造技术本部长的立场上，介绍了Tri-Gate的特点。据阿部介绍，与采用平面晶体管的32nm级相比，采用Tri-Gate的22nm级晶圆每块的工艺成本仅高出2～3％。阿部表示，“如果采用基于新型晶体管的新工艺，那么在此前的情况下，成本大多会增加10％以上”。

另外，阿部还介绍说，通过采用FinFET，块体基板也可实现完全耗尽型晶体管。他还表示，如果采用SOI基板以平面方式实现完全耗尽型晶体管（即FDSOI），那么工艺成本将上涨10％以上，强调了Tri-Gate在制造成本上的优势。

随后，阿部的谈话内容转到了工厂的设备投资上。美国英特尔目前可年产3亿5000万个MPU。只有一个22nm工厂是不够的。美国英特尔仅在22nm方面就将投资60亿～80亿美元，主要用于强化位于俄勒冈州和亚利桑那州的现有工厂，以及建立亚利桑那州的新工厂（Fab32）等。


逻辑栅极延迟时间的比较浅灰色线是22nm平面晶体管的逻辑栅极延迟时间。出处：美国英特尔的Press专用主页。（点击放大）

22nm工厂实例左下方的Fab32是预定支持14nm的新工厂。出处：美国英特尔的Press专用主页。（点击放大）
将在数年内把MPU年产量提高至7亿个

据阿部介绍，MPU市场规模今后将加速扩大。原因是接入互联网的设备会越来越多。PC方面，继发达国家和BRICs之后，东欧和南美等市场也将不断扩大。阿部表示，“而且在2020年前后，PC将攻克非洲市场”。据悉，智能手机和平板PC等移动产品市场，将以超过PC的高增长率取得发展，发达国家也包括在内。

PC、移动产品以及家电产品等接入网络后，服务器的数量将越来越多。利润率高于凌动（Atom）和Core i的至强（Xeon）将会畅销。按照美国英特尔的预测，售出600部智能手机，就要增设一台服务器。平板PC的话，售出122部就要增设一台服务器。

阿部认为，由于终端产品MPU和服务器用MPU将共同取得发展，因此MPU的需求会不断增加。阿部表示，“几年之后，美国英特尔的MPU年产量将达到比目前增加一倍的7亿个”。当然，还将全力准备建设22nm之后的14nm工厂。据介绍，虽然前面提到的亚利桑那州Fab32工厂是以22nm为目标而建立的，不过还计划支持14nm。而且，美国英特尔还预定与Fab32同在亚利桑那州建造瞄准14nm以后制造的新工厂（Fab42）。虽然只是设立一个工厂，但预计设备投资额将达到50亿美元。比32nm工厂的30亿美元设备投资额增加了67％。（记者：小岛 郁太郎）