本文摘要：7奈米制程节点将是半导体厂前进摩尔定律（Moorersquo;sLaw）的下一最重要关卡。半导体转入7奈米节点后，前段与后段制程均将面对更加不利的挑战，半导体厂已集中力量研发新的元件设计构架，以及金属导线等材料，期顾及尺寸、功耗及运算性能展现出。 台积电预告片2017年第二季10奈米芯片将不会量产，7奈米制程的量产时间点则将落在2018年上半。 反观英特尔（Intel），其10奈米制程量产时间确认将延后到2017下半年。

7奈米制程节点将是半导体厂前进摩尔定律（Moorersquo;sLaw）的下一最重要关卡。半导体转入7奈米节点后，前段与后段制程均将面对更加不利的挑战，半导体厂已集中力量研发新的元件设计构架，以及金属导线等材料，期顾及尺寸、功耗及运算性能展现出。　　台积电预告片2017年第二季10奈米芯片将不会量产，7奈米制程的量产时间点则将落在2018年上半。

反观英特尔（Intel），其10奈米制程量产时间确认将延后到2017下半年。但英特尔高层特别强调，7奈米制程才是终极关键，因为7奈米的制程技术与材料将不会有根本性转变。　　较为双方未来的制程蓝图时间表，台积电完全证实将于10奈米制程节点时打破英特尔。

但英特尔财务长StacySmith在2016年MorganStanley技术会议上特别强调，7奈米制程才是彼此终极的关键点，并特别强调7奈米的制程技术与材料与过去比起，将不会有重大突破。　　过去，在90奈米制程研发时，就有不少声音爆出半导体制程发展将触碰到物理无限大，无法之后发展下去，如今也已成功地跑到10奈米，更加甚至到7或是5奈米制程节点，以过去的我们而言的确是难以想像。

　　英特尔在技术会议上的这一番谈话，引发我们对未来科技无限想象的空间，究竟英特尔将不会引入什么样的革新技术？以及未来在制程发展上可能会遭遇到什么样的挑战？本文将会试着从半导体制程的前段（元件部分）、后段（金属导线）以及市场规模等因素来探究先进设备制程未来有可能面对的挑战，以及对应的解决办法。　　闸极设计南北仅有外壳结构　　半导体前段制程的挑战，不外乎是大大微缩闸极线宽，在相同的单位面积之下减少晶体管数目。不过，随着闸极线宽增大，水解层厚度回来削减，造成绝缘效果减少，使得溢电流沦为令其业界后遗症深感的副作用。半导体制造业者在28奈米制程节点引入的高介电常数金属闸极（High-kMetalGate，HKMG），即是利用低介电常数材料来减少电容值，以超过减少溢电流的目的。

其关系函式如下：　　　　根据这样的理论，减少绝缘层的表面积亦是一种提高溢电流现象的方法。鳍式场效晶体管（FinFieldEffectTransistor，FinFET）即是藉由减少绝缘层的表面积来减少电容值，减少溢电流以超过降低功耗的目的，如图1右图。

　　　　图1传统平面式（左）与鳍式场效晶体管（右）图片来源：IDF，IntelDevelopmentForum（2011）　　图2为未来晶体管科技发展蓝图与挑战。鳍式场效晶体管为三面掌控，在5或是3奈米制程中，为了再行减少绝缘层面积，全包复式闸极（GateAllAround，GAA）将亦是发展的选项之一。

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