台積電製程的極限

Rickie發表於 2022-3-3 14:38 

拜登的國情咨文President Biden’s State of the Union Address

https://www.whitehouse.gov/state-of-the-union-2022/

Intel’s CEO, Pat Gelsinger, who is here tonight — and I don’t know where Pat is. Pat? There you go, Pat. Stand up. Pat came to see me, and he told me they’re ready to increase their investment from $20 billion to $100 billion.

Intel真的卯起來要跟台積拚輸贏了，不過不拚也真的不行

努力維持每年15%投資報酬率

mikeon88發表於 2022-3-3 15:32 

我比較關心的是台積電製程的極限在哪裡？

幾埃米？

台積電會不會跟Intel和三星一樣到某個門檻就上不去？

Rickie發表於 2022-3-3 16:07 

老師問到了全世界都沒人能回答不出來的問題了

半導體從約1970一直已來到目前為止大致還遵循著莫爾定律(積體電路上可容納的電晶體數目，約每隔兩年便會增加一倍)，當然這個莫爾是Intel的創始人

過往有非常多人的學術文章跟報導都說莫爾定律到了瓶頸，無論是設備商的瓶頸，或是電晶體內的可活動的電子數量已經不足，但是靠著強大的半導體設備，至少到目前為止半導體的發展仍然在莫爾定律的路上。

至於瓶頸會發生在甚麼時候，答案不知道，但是應該可以先猜在2025年前可能應該還不會發生，畢竟各家都已經喊到2nm的製程在2025年量產，也許是他們真的還能看的到前方的路。但是2nm之後的路呢? 

那個時候預期半導體設備已經是天價中的天價，到那個時候究竟誰勝出而誰被市場淘汰，只能等時間到來了。

mikeon88發表於 2022-3-3 16:13 

謝謝Rickie桑指導，業內專家

victoryds發表於 2022-3-3 16:36 

矽材料的原子直徑是0.22nm，

所以0.22nm是物理理論極限。

做到2nm還有功能的話大約是容納8~9顆矽原子，

但是要逼近物理極限需要將原子一顆一顆排好，

要用MBE(分子束磊晶)，

IBM以前有成功過但是原子一顆一顆排 製造速度很慢

mikeon88發表於 2022-3-3 16:41 

謝謝Victor桑指導，巴班同學有來自行業的專家

所以2nm以下即可能遇到瓶頸？

victoryds發表於 2022-3-3 16:49 

https://news.xfastest.com/tsmc/94741/tsmc-1nm-progress/

台積電 1nm 以下製程取得重大突破，已發表於 Nature

看來1nm還不是問題.......

victoryds發表於 2022-3-3 17:11 

雖然我不在半導體公司上班，

但是我猜測極限是兩顆原子的距離是0.44nm，

因為原子單顆單顆排在一起就跟珍珠串一樣

每顆原子只有頭尾相連兩個接觸面，

彼此的鍵結能力不足。

如果是兩串珍珠並排弄在一起至少三個面彼此鍵結。 

電晶體Gate(閘極)區做太小會有產品耐用度的問題，

遇到靜電 IC容易被擊穿，

所以車用軍用需要耐操的產品都是用成熟製程.

mikeon88發表於 2022-3-3 17:20 

謝謝Victor桑教導

深深覺得在巴班討論區比看任何雜誌有用

victoryds發表於 2022-3-3 17:24 

產業分析要寫得好的作者必須要有工程背景

再去念商研所的寫出來比較像樣，

但是有這實力的人不會去雜誌社薪水給不起

mikeon88發表於 2022-3-3 17:32 

所以台積電可以領先至少10年？

Rickie發表於 2022-3-3 17:55 

對此我個人是比較採取開放態度

畢竟台積+台大+麻省理工學院的1nm仍然只是實驗室研發出來的結果而已

IBM+Samsung也有提出垂直堆疊電晶體

Intel砸大錢也喊著要做1nm

而最後還是得在能不能量產以及量產的時程上拚死活

台積要能夠撐十年的拳王甚至是更久並不簡單，在目前看來其實大家在技術上並還沒有絕對性的領先優勢。

但是除了製程技術之外，台積最重要的強項是晶圓代工，這個倒是比較不容易在市場上被超越的。即使製程技術被超越，台積在先進製程上的產能應該是各家望塵莫及的。(這裡我主要是針對邏輯晶圓產能，記憶體晶圓產能還是三星最大)

mikeon88發表於 2022-3-3 18:00 

謝謝Rickie桑教導

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