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06-17
2006 年，时任仙童半导体研发总监、后来创立芯片制造商英特尔的戈登·摩尔 (Gordon Moore) 撰写了一篇杂志社论，介绍了未来十年半导体芯片的面貌。
那篇文章对当时芯片生产的技术能力和经济性进行了简单的观察。
“最低组件成本的复杂性正在以每年两倍左右的速度增加。
当然，从短期来看，这一速度即使不会增加，也将持续下去。
从长远来看，增加的速度更加不确定，我们绝对有理由是相信它至少在10年内几乎保持不变，这意味着到2020年，每个集成电路的最低成本元件数量将达到65个。
” --将更多元件引入集成电路，电子，第38卷第8期，2019年4月19日声明中的预测部分只是当时进展步伐的延续。
摩尔本人后来将其描述为“疯狂的推断”。
然而，这种推断是正确的，随着时间的推移，业内人士开始进一步扩展它。
随着时间的推移，这一观察逐渐被视为半导体行业进步的指导原则：摩尔定律。
但事实上，它从来都不是科学意义上的真正的“法则”。
虽然它确实描述了该行业历史上令人印象深刻的成就，但其预测能力更像是半导体行业强加给自己的一个（非常雄心勃勃的）目标或路线图。
它的采用更多地是由经济因素驱动的，即以可承受的价格保持微芯片功能向前发展的愿望，而不是任何物理原理。
不断发展的常数 尽管我们谈论摩尔定律已有 50 多年，但在此期间它一直在不断发展。
摩尔关于以最小的元件成本实现复杂性的最初观察已被转化为各种等效的陈述，该定律现在最常见的表述为芯片上晶体管数量加倍的速率。
这个翻倍的速度也会随着行业和技术的进步而变化（摩尔本人早在2011年就预测过）：从最初的一年到两年，这仍然是行业的步伐。
尽管细节发生了变化，摩尔定律作为极速进步路线图的本质仍然存在。
这种缩放的感觉最初，这种进步和晶体管数量的翻倍是通过摩尔描述的三个因素实现的，即增加芯片尺寸、减小尺寸（通常称为缩放或缩小）以及器件和电路的独创性。
尺寸缩放主要由光刻工艺和技术的发展驱动。
几十年来，这包括转向更短波长的紫外光和增加透镜的张角（数值孔径 (NA)），以及引入浸没式光刻、多种图案化策略以及最近的 EUV 光刻。
由于光刻技术可以打印更小的特征，允许芯片制造商在同一区域封装更多晶体管，增加芯片功能，同时保持低成本。
因此，在过去的四十年中，规模化使半导体行业能够跟上摩尔定律的步伐。
路的尽头？较小的晶体管运行速度更快并且需要更少的功率。
由此，摩尔定律成为了芯片性能和能效不断提升的代名词。
然而，在某个时刻，小尺寸开始干扰晶体管的运行，打破了尺寸与性能和能效之间的关系。
对于迄今为止大多数微芯片中使用的晶体管类型来说，该行业正在 2000 年代中期左右接近这个临界点。
晶体管仍然以相同的速度变得更小，但芯片性能的提高速度却较慢。
多年来，微芯片的设计和生产发生了巨大的变化。
新的前进道路 然而，正如 Moore 在 2011 年所反映的那样，制造更小的功能只是提高芯片性能的一种方法。
几十年来，半导体行业还通过设备和电路的独创性（用于制造晶体管的材料和结构的创新）提高了芯片性能。
这种方法称为设备缩放。
例如，使用“低k电介质”等材料可以提高晶体管的电性能。
更根本的是，新的晶体管架构不断被开发出来，以克服传统晶体管的尺寸限制。
为此，业界推出了基于所谓 FinFET 的芯片，这种芯片在硅表面上使用薄但相对较高的类似于鳍的结构。
FinFET 是最早被称为 3D 晶体管的新型晶体管之一。
尺寸和器件缩放涉及晶体管本身的演变。
近年来，系统级创新也提高了性能，允许使用现有晶体管技术进一步扩展。
实现这一目标的一种方法是通过更大的片上集成，例如将处理器、存储器和辅助功能组合到单个芯片中的片上系统解决方案，以及在每层闪存之上制造多层闪存的 3D NAND 闪存。
芯片。
其他人则增加同一区域的存储容量。
另一种选择是使用新颖的封装解决方案将多个优化的芯片集成到一个完整的系统中，通常是将芯片堆叠在一起。
未来十年，这些方法在过去 15 年里使摩尔定律保持良好状态。
纵观该行业的路线图，有充分的证据表明，他们将在未来十年及更长时间内保持这种状态。
当然，在器件方面，有足够的计划创新来继续将扩展路线图延续到至少 1nm 节点，其中栅极环绕 FET、纳米片 FET、芯片 FET 和互补 FET 是更有前途的可能性。
这些发展将得到进一步尺寸缩放的补充，这些尺寸缩放是由光刻分辨率的改进（预计每六年左右缩小两倍）和边缘放置误差（EPE）测量精度的改进所驱动的。
ASML 持续推动创新将支持这一趋势。
我们的 EPE 路线图是我们整体光刻产品组合的关键，并将通过进一步改进我们的光刻平台和我们的应用（包括计量和检测）路线图的发展来实现。
EUV 光刻是 ASML 独有的技术，现已进入大批量生产，可在 5nm 节点实现更简单、更具成本效益的生产。
我们目前还在开发下一代光刻平台 - High-NA (EUV0.55NA) - 这将允许在 1nm 节点周围进行单次曝光生产。
此外，我们可以预期系统级扩展将发挥比迄今为止更大的作用。
去年，这家内存制造商生产了具有三个存储层的 3D NAND 芯片，并宣布了到 2020 年左右生产具有多个存储层的芯片的路线图。
除此之外，人们对创新将采取什么形式知之甚少。
但如果说摩尔定律 55 年的历史向我们展示了什么的话，那就是半导体行业充满了新发展的想法。
只要我们还有想法，摩尔定律就会继续存在并继续发挥作用。
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