摩尔定律继续有效在线视频

我下边再讲一讲

就是这一章最后一节

就叫做摩尔定律继续有效

就是说摩尔定律

它到底是怎么个意思

摩尔定律是摩尔

在1965年提出来的一个定律

当时现在我们理解

就是说

反正是三年翻两番嘛

你16个月就增加一倍嘛

三年翻两番 三年翻两番

那么这是我们讲的

摩尔定律

应该讲摩尔定律它是怎么讲的

就是说因为我用存储器为标准

就是说单位面积上

注意它指的是 不是

不是单位芯片

单位面积上存储器的密度

是每三年翻两番

也就是说你16个月18个月

对吧 翻一倍

它的存储密度

要用三极管来讲的话

也是单位面积上的三极管的数目

每三年翻两番

它的密度 一般讲有的人

讲的不太确切

一个晶片上的

不太确切

应该是单位面积上的

就是用它的密度来讲

用存储器也行

用三极管的数目也行

1965年到现在

已经几十年了 已经50年了

不断的有人说摩尔定律

已经达到尽头了

摩尔定律已经达到尽头了

摩尔定律已经不实用了

什么后摩尔定律等等这些东西

那么现在前几年摩尔定律

自己跳出来说了

摩尔定律不是个物理学的定律

那么这一句话就

就给大家伙说清楚了

我不是个摩尔性的定律

物理学的定律

那你就不要计较我说是

三年翻两番了

我16个月18个月20个月

等等这些都是可以

它不是个物理学定律

实际上摩尔定律它是什么

它是一个产业化的定律

我如果把话说的

再透彻一点

实际上的话

这是一个受那些大的跨国集团

或者是大的公司

所控制产业发展的一个定律

你怎么说

因为控制摩尔定律

发展速度的不是那些小企业

都是那些跨国公司

哪些

什么三星 英特尔 IBM

包括台积电 台联电

是它们在发展

它怎么叫做

你比如说两年

三年翻两番是怎么个意思

它是这么个意思 比方说

我达到某一定的集成度了

大家伙都已经到了

同一条水平线上了

这里边经济效益好的

财大气粗的这些企业

大家伙都到一条水平线上去了

那么它定有一个到两个公司

我要先走一步

我走一步走多少

我就是说我提高精细度

我三年翻两番嘛

我给它翻两番

我也不翻的太多了

我也不翻的太少了

我就翻两番

它走到这一步了

它走到这一步的话

它要从设计到订货到调试

到流片到最后出来产品

大概是什么

大概三年的时间

它三年过去了

其他企业发现它赚钱了

要跟着他走

走 跟他又到一条水平线上去了

到了这条一条

比方说十大公司

或者多少大公司

到了这一条水平线上去以后

发现大家伙赚钱

没有钱可赚了

必然又会出来一个

经济效益最好的

他往前面再走一步

他走多少正好翻两番

我翻两番的话

我三年又是从设计到设备

到调试到流片到生产出来

过了三年以后的话

这些又跟上去了

它是这么个定律

那么现在这里边又有

这么一个问题

有这个问题 什么问题

为什么集成度不断的提高

为什么这些大公司它非要追求

我三年翻两番 三年翻两番

为什么要追求

有的同学讲了

我集成度提高了 功能多了

轻薄短小了 我手机小我功能多

我笔记本iPhone iPad

我功能多了

体积小了我功能多了

这不是本质问题

最本质的问题是经济效益

什么叫做经济效益

就是说随着你集成度的提高

每一个存储单元

它的价钱是下降的

注意每一个存储单元

它的价格是下降的

当然你集成度提高了

工艺难度大了

用的设备也昂贵了

它昂贵了由于它的集成度高了

它单位面积上的

三极管的数量多了

它的存储器多了

那么每一个三极管

每一个存储器的它的价钱

是下降了

由于它的价钱的下降了

因此成为这些大企业

争抢竞争的目标

它道理在这个地方

道理在这个地方

所以我讲摩尔定律

讲这个意思首先它是摩尔说的

不是物理学的定律

另外的话追求高密度

最根本的原因在追求

它的经济效益

它有钱可赚它比别人赚的钱多

因此的话他就说大家伙要走

三年 翻两番 三年翻两番

基本上是按照这个规律

你比如说三星

它现在搞的很好了

它要 在前边走了

台积电搞好了 它往前边走了

格罗方德它好了

它走了

它走的时候肯定是

一两个企业走到前面去了

别的它再跟上它

所以不断不断的往前走

那么你从角度上讲

你摩尔定律

还可以再往下进行下去

为什么还可以进行下去

因为技术创新它是不断的

技术创新是不断的

技术创新是不断的

而且它不限制它

我非要是到时18个月

或者是20个月甚至两年

等等这些都无所谓了

不是物理学的定律

好 我们看看在逻辑线路中

它的变迁

当时你看这个图

0.5到0.35微米的时候

这是深亚微米

到0.2微米的时候

到0.18以下的时候

一看布线非常清楚嘛

采用钨塞

平坦化工艺

你们看看到深亚微米

到0.2微米的时候 CMP引进了

硅化物扩散

什么高k低k都已经用上了

你看到了1.5微米以下

大马士革工艺

干法刻蚀代替湿法刻蚀

低介电常数绝缘膜等等这些都用上了

所以你随着集成度的提高

工艺上材料上都会发生

很大的变化

你看层数布线层数

开始是三层到后边四到六层

到现在七到九层

到现在的话层数更多了

十层以上的都有

它是不断的进步的

那么曾经在历史上

多次发生过半导体技术的发展

不断又出现

出现了红色壁垒了

都过不去了等等这些

你看随便我们举一个例子

这是在二零零几年

出现的一次危机

大家伙说这是个红的壁

红色壁垒

到了多少 它的

它的什么

它的栅长65

栅长等于65

到65以下不行了

过不了了

结深度

金属层的厚度布线介电常数

等等这些东西 这些参数

你看都按我们的半节距

重叠精度 栅长 临界尺寸

氧化膜 它的厚度

你看氧化膜的厚度

很薄的

解深度金属层的厚度

介电常数等等这些

到了这个程度了说也行了

走不了了这是红色壁垒

越不过去了

结果到了2008年又越过来了

2010年又越过来了

2014年你看基本上是三年

看 三年 三年 三年 三年 三年

三年翻两番三年翻两番

它的特征尺寸分别达到

原来的0.7 分别达到原来的0.7

它是不断的往前走

那说明什么问题

就是说摩尔定律

它是不断的再往前进展着

那么这个图也是一个发展趋势

尽管这个图是前几年做的

这里边同学你看看

首先是注意在图当中

集成电路发展

它朝着两个方向发展

它有个剪刀

像个剪刀一样

一个是这条线

一个是这条线 注意

这条线是向上的

这条线是向下的

像个剪刀一样的

那么这条线是向上的是什么

是DRAM的集成度

每芯片的比特数

注意 这实际上是集成度了

这个的话是晶圆的尺寸

早期的晶圆尺寸是50

两英寸的

到什么 到4英寸的到六英寸的

到八英寸的 到12英寸的

到18英寸的 注意

18英寸以后它是一个什么 虚线

这一个说明什么问题

就是它的集成度是飞速的提高

没有阻挡的提高

直线的往上升

那么它的晶圆的尺寸

它是以台阶的往上生长

走到一定程度

你看它的 它走到一定程度

看样子不往下走了

它要停一段时间

也就是说现在我们

加工的晶圆都是12英寸的嘛

12英寸的到18英寸了

18英寸再往上走恐怕不太好走了

为什么不太好走

主要是到12英寸的

一个单晶硅棒

大概是二三百公斤的样子

二三百公斤的样子

大坩埚

几百公斤的

多晶硅熔化了以后

拉单晶

光坩埚就不好解决

万一这里边出了什么问题

比如说坩埚漏晶了

坩埚瘫软了

坩埚出了事故了

一锅料漏在单晶炉里边了

几百公斤 熔融的硅

你想想出了大事故了

这一个单晶炉几百万

另外这里边万一

有什么小的缺陷

杂质多了 位错密度多了

大晶片 太大的晶片的话

你怎么支撑

在热处理的过程当中你怎么支撑

支撑当然是找

受力最小的了

你支撑中间往下翘

你支撑两边中间往下瘫

你不热处理的时候没问题

在一热处理的时候

它强度变低了

这一支撑做热处理的时候

它这一瘫一陷

就会里面产生很多的缺陷

都有数据的

里面产生位错产生缺陷

所以硅圆片

向大尺寸发展的趋势

是比较慢的

现在普遍的我们国内

都是20英寸的

都是8英寸的

现在引进了不是有三个

引进了嘛

一个是台积电在南京

引入12英寸

台联电在厦门

还有一个力晶是个叫做

Power Chip在合肥

分别引进了三个12英寸的

生产线

生产线的话大概是

24纳米吧 24纳米的引进

过去的话我们什么中芯国际

还有什么

英特尔在大连

都是8英寸的

我们现在引进了三条生产线

还没有引进就是说已经

破土动工了

分别要在2017年 2018年

要生产这种 12英寸的

特征线宽是24纳米的

这种线在我们国家

大家伙知道这个趋势就知道

18英寸的话这是要走一定的

还有一定的时间

集成度是不断提高的

我们再看看它的精细化

它的精细化

一个是结深

一个是最小加工尺寸

一个最薄的氧化膜厚度

这里边分别有

横坐标图上

里边信息很多了

信息很多了

晶圆尺寸 就是这个

最小加工尺寸就是这个

结深是这个

最薄的氧化膜厚度

最薄氧化膜厚度

集成度就是这个

这一个图上的话

有几条曲线

分别的图形在这个地方

传递的信息很多

尽管它 数据

不是最新的数据

但是发展趋势

希望同学们了解

那么现在国内大部分自己的

或者合资的企业

都是8英寸的

中芯国际还有英特尔在大连

引的是8英寸的

8英寸的 基本上是90纳米的

现在将要引进的三条生产线

是12英寸的

特征线宽是24纳米的

24纳米

当然国外的那些厂家

我前面讲课讲到了

比方说三星 台积电 格罗方德

还有力晶这些

人家就在研究什么

14 16纳米 16 14纳米的

七纳米的 现在还有一些个

国际上最先进的企业关门研究

多少 5纳米的 5纳米的

那我们跟人家还有一些距离

注意 引进的这些

我们刚才讲的台积电在南京

力晶在合肥 台联电在厦门

都是一些独资企业

都是一些独资企业

我们都没份参与这个过程

参与这个过程都是独资企业

一些合资企业都是8英寸的

这个情况

这是它的进展情况

我们看这张图

就是封装密度

随着半导体芯片密度增加的模式

这个意思是什么

我就想我就讲这么一个问题

就是这条曲线是摩尔定律

摩尔定律

密度指标嘛 这是年限嘛

摩尔定律是什么意思

它就沿着这条曲线

沿着这条曲线就是说这意思

每一个技术沿着它的曲线走着走

顶不住劲了就卸下来了

掉下来了

当它掉下来的时候

会有一种新的技术继续往前走

维持摩尔定律

维持到一定程度又顶不住劲了

又掉下来了

它掉下来以后

又会有新的技术继续的话

维持摩尔定律沿着曲线走

那么到一定程度又掉下来了

又有一种新的技术

或者新的材料又出现了

又维持摩尔定律往前走

一直往前走一直往前走

一直往前走一直往前走

所以摩尔定律到现在为止

还一直维持着

它又不是个物理学的定律

到底18个月 20个月24个月

都无所谓

随着摩尔定律往前走

你们看看这些是什么

光刻技术 铜布线技术

低K技术 SOI技术

应变硅（口误）技术

EDROM技术

就是滞型场效应管技术什么hot技术

等等这些 这些技术

这些有技术有材料

不断的支撑着摩尔定律往前发展

支撑摩尔定律往前发展

你们看看这些

这些技术分别叫什么

这是光刻技术

铜布线代替铝布线技术

低或者超低介电常数

材料的技术

这是什么就是Silicon On Insulator

在绝缘层中

布置三极管的技术

应变硅技术

应变硅技术的话

它可以用四四族的半导体

应变硅技术

可以增加它的电子迁移率了

栅极中使用高介电常数材料

以抑制漏电流的技术

栅垂直化布线技术

这种是什么混合取向技术

这是磁滞电阻效应存储技术

这是多核并行处理技术

这些技术不断的引入集成电路

里边去 因此使摩尔定律

得以继续维持 继续维持

继续维持

那么到目前为止应该说

还是这种局面 还是这种局面

好 当然了

你现在封装技术的话

也对芯片集成电路的话

在某种程度上是个补偿

我们下一章讲电子封装

你封装技术它的什么

你看它的结距

它的布线宽度

你跟集成电路是没法比的

为什么叫没法比

它的结距到300个微米

它的布线宽度到75个微米

你最细的话25个微米

这是150个微米

150个微米跟你到什么

150个纳米到20个纳米

这里边差了多少 差了一千倍

差了一千倍

所以封装它工艺难度

或者精细化程度

比芯片的话

不在同一个量级上

但是封装的话

也可以对集成电路

高集成化做补充

怎么补充法

因为在集成电路里边

在一个集成电路里边

要封装一个系统嘛

叫做SOC就是System On Chip

叫做SOC

它在一个芯片上构成一个系统

我封装的话也可以采取叫做

SIP 什么叫SIP

System in package

我在封装里边的话

我可以在某种意义上

实现通过SIP来实现

SOC的功能

所以下节课我们讲封装的话

在提高整个的

电子器件的密度方面

也可以对它是一个补充作用

意思就是说关于摩尔定律

我讲了很多

它为什么要大家伙

提高集成度

关键是一个经济

经济利益的问题

每一个存储单元

每一个三极管

随着你集成度的提高

它是越来越便宜

你谁集成度高

它赚钱就比较多嘛

因此这些大企业它往前走

这是为什么要密度

不断的提高

那么摩尔定律

它是个产业化的定律

注意 它我开始讲课就讲

那么衡量集成电路

产业化水平是什么

就是特征线宽

就是那个什么那个沟道宽度

那 为什么产业化的水平

不用别的

我不用光源来衡量它

不用刻蚀机来衡量它

我为什么用特征线宽

来衡量它

这蕴藏着什么内容在

这里边有什么深刻的含义

我觉得是特征线宽

就代表了企业的技术水平

你特征线宽越窄

说明水平越高这是第一条

第二条的话你的关键设备

你要想做这么精细的线条

或者是 这么高的特征线宽

这么细的特征线宽

设计标准

你必须有关键设备做支撑

你曝光机

你刻蚀机等等这些

这是第二条

第三条你特征线宽不同

你供的用户是不一样的

你供给那些高端用户

供给那些最前沿上的用户

只有你才能供应

别人不能供应

因为你是最先进嘛

因为你换来的经济效益

是最高的

那么从这三点上

我再强调一遍

一个是关键设备

一个是制作水平

一个是投资

再有一个

换来的经济效益

再有一个是你的用户

你这几个方面

都是由你特征线宽

所决定的

因此特征线宽

是衡量集成电路厂家

技术水平先进程度

一个最重要的指标

最重要的指标

那么我们说摩尔定律

它是一个非物理学的定律

它是一个产业化的定律

而且摩尔定律

有的专家也说过

它是个跳起来摘苹果的

一个定律

你这些企业厂家

大家伙走到同一条线上来了

谁能往前走一步

谁能跳起来

光把脚跳起来不行

还得跳起来 跳起来摘苹果

你要跳起来摘苹果

你就换来更大的经济效益

你的产品的价格就会更高

你的经济效益就最好

那么谁跳起来摘苹果

不是凭空想象的

必须得经济效益比较好的

起码不会有赤字的

你黑字 不会有赤字的

你经济效益比较好

你财大气粗

你技术力量也比较雄厚

你这才能

当你走到第一步去了

你是领先的

其他企业的话也跟上来了

等跟上来以后的话

这比方说十大企业二十大企业

我想就是也就是十大企业嘛

我前面讲课的那个表上

有十大企业嘛

什么三星 有英特尔

什么台联电什么这些企业

这些企业财大气粗

走在前面去了

走在前面去了

过几年以后

大家伙都到一条水平线上

有可能下一个就不是

什么三星的了

可能另外一个企业了

因为它财大气粗了

那它走一步的话

正好过三年又是三年四倍

三年四倍三年四倍

一直走到现在

摩尔定律不是个

物理学的定律

它是个产业化的定律

那么特征线宽

是描述企业产业化水平的

最重要的指标

我们今天讲课这一章

就讲到地方

谢谢大家听讲