2036年实现"0.2nm"工艺 你相信吗？

近日，在比利时安特卫普举办的未来峰会上，IMEC(微电子研究中心)发布报告，探讨了直至2036年左右的半导体工艺、技术路线图。IMEC是一家成立于1984年的权威半导体研究机构，位于欧洲，研究方向包括微电子、纳米技术、信息通讯系统技术（ICT）、芯片制程技术、元件整合、纳米技术、微系统和元件、封装等各个方面。

IMEC的名气不如Intel、ARM、ASML、台积电、三星、中芯国际等等芯片设计、制造商，但同样是重量级玩家，尤其是在基础技术研究、行业标准化方面扮演着至关重要的角色，与上述巨头都有密切合作，还在与ASML合作推动EUV光刻技术。

在谈论路线图之前，首先解释一点，X纳米工艺行业都标注为“Nx”(nanometer)，而在纳米之后将是“埃米”，标注为“Ax”。事实上，2nm之后就开始使用埃米了，A14就等于1.4nm。

IMEC预估的路线图上，每一代工艺稳定间隔两年时间推进，但目前看应该是初步投产时间，而非量产商用时间，比如N3 3nm，路线图上标注2022年，但今年是看不到实际产品的。

之后将陆续是N2、A14、A10、A7、A5、A3、A2，最后的A2也就是0.2nm，预计在2036年左右实现。

当然，不同厂商的路线图是不一样的，比如Intel还有一个A18，台积电则跳过了N3。

在晶体管技术层面，IMEC认为，现有的FinFET只能维持到N3工艺，之后的N2、A14将转向GAA环绕栅极、Nanosheet纳米片技术，而再往后的A10、A7会改用Forksheet。

A5时代开始必须使用CFET互补场效应晶体管，而到了A2工艺，还要加入Atomic原子通道。

自然，每一家厂商的技术路线也不一样，哪个工艺节点上应用什么技术，也都有各自的考量。

值得一提的是，对于栅极间距(Meta Pitch)这一衡量工艺先进性的重要指标，未来进一步缩减将越发困难，A10工艺可以达到16nm，A7工艺只能到16-14nm，之后的A5、A3、A2工艺都停留在16-12nm。

IMEC统计历史数据后发现，52年过去了，从晶体管数量角度看，摩尔定律依然坚挺，而目前的晶体管数量之王属于苹果M1 Ultra，通过双芯封装达到了1140亿个。

不过，芯片设计成本确实在飙升，16/14nm工艺需要1亿美元出头，10nm工艺大约1.8亿美元，7nm工艺猛增到近3亿美元，5nm工艺则是大约5.5亿美元，未来肯定会继续暴涨。