一对一:戴夫Hemker

戴夫•Hemker首席技术官林的研究,坐下来与半导体工程上的一些关键问题和制造过程方面,以及一些关键的发展将重塑未来的半导体行业。以下是摘录的谈话。

SE:大讨论的话题之一3 d与非。与3 d与非我们能走多远?我们有多少层可以吗?

Hemker:我们现在在32层。人们谈论48。在实验室,他们看着60或90多。有什么好玩的在这个阶段是我们不知道,答案总是比你预期的更令人吃惊。你做点什么,你觉得这是令人惊叹的,五年后你仍然做它和改善。

SE:但是3 d NAND腿多年来,对吧?

Hemker:是的。我看着它,从设备的角度来看,旋钮就可以玩。层的数量是最明显的一个,但也有层的厚度和实际音高的每一个细胞。也有讨论采取一切可能的制作和叠加层数你习惯它们。所以你做一次,然后重复一遍。这又产生了新的问题,你将如何做覆盖。它很复杂,就像其他的一切。有很多方法你可以在存储设备本身而言,能够会获得更好的记忆力、多层次的细胞。的比例在房间。我们只是在刚开始的时候。 It’s not a one- or two-generation thing.

SE:在设备端会发生什么呢?

Hemker启用:3 d NAND dep(沉积)和腐蚀。如果你是一个设备制造商,情况变得更加复杂和昂贵的在每一个节点,你必须决定你要追求的道路。在平面flash方面,通过物理的决定。他们不能持有电子了或区分如果是0或1,尤其是如果它是多层次的。所以每个人都意识到他们不得不做些不同的事情。平面,平是在严格限制包一切电容器。3 d名义光刻技术大约是40纳米光刻。你不是在7海里或1 x, y或1 z得病了。但是它添加到环保局和腐蚀强度。晶体管不再是定义为一个腐蚀特性。它的定义为dep厚度。堆栈的重复性至关重要的设备可用。

SE: 3 d NAND通常与数据中心相关联。会分支出吗?

Hemker:在数据中心更昂贵的比旋转的硬盘。但是当你看功耗、密度和可伸缩性,它开始看起来非常有吸引力。它在笔记本电脑将达到100%饱和度。即使你在桌面电脑上工作,引导盘将SSD和你会有一个旋转的驱动来存储东西。整个内存空间很有趣。在内存中有潜在的未来词形变化,。如果你看看3 d-xpoint从微米和英特尔,它是一个指示的方式可以在未来的事情。在过去只有记忆。然后NAND进来和你动态随机存取记忆体和NAND闪存。有挥发性,非易失性和每个不同的用途。这是简单的区分,因为他们远就密度而言,成本和耐用性。现在你有一个非易失性内存,密度比DRAM但比传统的NAND快,成本竞争力。它适合在这个内存连续体,他们被称为内存存储类。如果尽快DRAM价格低廉,这是普遍的记忆。我们会继续的目标。

SE:似乎有很多内存方面的发展。

Hemker:是的,我没有看到任何放缓对内存的需求。但它将变得更加专业,这将推动我们在做很多新的工作。如果你看级别的缓存的数量,和高带宽内存,混合内存立方体,专业化将是重要的。二十年前,今天在某种程度上,你有一个通用的处理器。现在我希望每个晶体管在我的智能手机做一些有用的对于我的应用程序,而不是一个功能我不会使用,我需要断电。这是另一个在逻辑空间碎片的例子。

SE:先进包装吗?你看这个要去哪里?

Hemker:我们活跃的钻孔tsv。我们有腐蚀和fill-electroplating包装。

SE:钻井的问题之一是强调硅,对吧?

Hemker:是的,它变得更容易瘦下来死去。有更少的衬底。

SE:这似乎违反直觉。你会认为这将是更加困难如果衬底薄。

Hemker:是的,但是现在的布局更加意识到这一点。你将通过从设备的角度来看,不仅是重要的而且从压力和热管理的角度来看,。这绝对是变得更加成熟。最大的问题有什么应用程序需要它。一度,人们说的一切需要,这并非如此。一些图像传感器需要它。移动需要从功能意义。和其他的地方就是增加了性能、高带宽的内存或混合内存数据集架构,你真的需要提高处理器和内存之间的数据流。他们愿意支付它,因为它确实会增加成本。

SE:光刻。你如何看待发展吗?

Hemker:模式仍然是重要的。当EUV进来,很可能仍将在混合模式。它可能不会发生之前7海里。这不会是你醒来,世界是不同的,因为EUV生产。这将是渐进的。有人会得到步进。也许他们会在平行于收益率进行比较。它可能会得到严重的5海里。但是即便如此,很多是互补的。多个模式不会因为现在的很多设备贬值。收益率上升,缺陷水平下降。这个行业已经很擅长它。未来将混合和匹配。如果每个人都是一维布局,这对经典的多种模式。也许你做一个EUV双模式。有谈论互补eBeam,但如果EUV作品的工作将马上走。

SE:但不是一个根本性的变化,我们不只是做一件事吗?有很多事情需要做,每一个新的节点。

Hemker:是的,这就是我们扩展摩尔定律。有优化的空间?是的。前沿上的每个芯片现在使用多个模式,因为我们已经好了。但实际过程的优化是这组相互联系的工具和流程和集成流。

SE:我们开始遇到的问题变得棘手?我们好进入埃世界吗?

Hemker:当你超越3海里,我们进入埃世界。从我的角度来看,我们生活在这个指数曲线的摩尔定律。这一直是陡峭的,当你。但为了解决它,同时我们不得不把更多的旋钮。如果你看看晶体管,逻辑有一个良好的路线图。七年,英特尔一直以雾层的必经之路。不过,仅仅因为你看不到它并不意味着结束。摩尔定律预测的结束就像预测熊市。最终你会是正确的。我谈到了摩尔定律的扩大。 You see one node hanging on longer. So when you look at each section of where we have to make advances, you can slice up the fin on afinFET所以它成为gate-all-around纳米线。有然后选择去垂直纳米线。3 d NAND发展很有趣,因为它对我们来说是一种探路者。可能会有选项,你继续做你正在做的事情,但是你然后堆栈。解决这个问题也许不像其他的那么困难。从技术上讲,至少有另一个10年。从经济的角度来看,这是一个完全不同的东西显然是非常重要的。

SE:但它不一定每两年推出,对吧?

Hemker:正确,来自终端需求,。如果有人需要三年发展的东西,他们有优势的芯片,这将把它。

SE:人们真正想要的和需要什么?是处理器速度还是你想完成什么?

Hemker:我不失眠了需要更多的计算能力或需要更多的内存存储。如果你看看与机器学习是怎么回事,为什么就不能在10年在我的口袋里呢?我希望能够把它拽出来一个自然语言界面。我们会看着沃森在未来,人们将危险,手里拿着一个小装置和说,“这两倍。是否在10年或20年我们不知道。不过,你可以看到这个语音识别。在早期,他们试图与算法而不是聪明的每一个字和波形存储在一些,你可以使用一个简单的查找表。我们在这尖端Alexa的声音从亚马逊和Siri。仍有很多需要改进的地方,但这是一个很大的变化。

SE:设备怎么样?它从一个节点到另一个,或者你必须改变这一切?

Hemker:客户从来没有想改变设备,除非他们绝对需要。那么问题就来了,有多少“必须的”你必须在每一个节点。它可以是不同的。铝,铜是一个巨大的一个。当你看3 d与非平面,重用的数量小于平面平面。但是我们的客户优化如何重用,所以如果有一种方法可以使现有的东西的工作,他们会的。

SE:不要2.5 d和3 d堆叠到玩,吗?

Hemker:是的。如果你是一个OSAT你可能没有TSV能力,但是你需要当你跳到一个子集。你需要一个新的投资。在设备方面我们必须想出新的能力每个节点。作为设备供应商,我们要做的就是让它retrofittable或升级,所以你不必扔掉整件事情。它可能是室或等离子体源技术的一部分蚀刻。过程控制的角度将帮助我们展望未来,。如果我们可以移动过程控制更严格处理当我们设计设备,所以我们设计与过程控制,这将给我们一些额外的扩展能力,。

SE: finFETs可以延伸多远?

Hemker:将会有两个或三个或更多finFET节点,它会是你是否改变材料的问题,还是你去水平纳米线?晶体管并没有改变,但是你能让我在/我^ ^你需要的特征尺寸。问题是,鳍小于实际的节点。很难预测是否这是一个额外的节点,但问题是如何看起来有锗。那你买什么?现在我们正在努力水平纳米线,还有你可以做一些有趣的事情一旦你开始引入锗的能够选择性地去除相对于硅锗,或它的倒数。

SE:代价是什么?

Hemker:它可能是一个硅锗合金。将来自你的晶体管的性能需求。因为我们可以选择,如果你要交替层germanium-rich和富含硅元素,你可以选择性地蚀刻出来,突然有东西看起来像水平纳米线。现在你可以做一个门周围,得到更好的静电学。更复杂的比我们现在正在做的,但它是一个finFET的自然进程。我们做的工作与一些大学在垂直纳米线,这是伟大的,如果你可以让他们和接触。现在你已经解耦晶体管性能的密度。你必须减少下来,让他们越来越小,所以漏每一代人。这种方式泄漏是依赖导线有多高,和包装密度是直径。现在他们更独立。 You still have to etch these things and fabricate them and there’s a lot of work that has to be done.

SE:这个曾经是量子物理学的领域,对吧?

Hemker:是的,你得到量子效应。东西有三个原子宽。这是我们所面临的挑战从腐蚀的角度和管理。现在所有的特征尺寸的纳米。埃的变化是,因为你有一个10埃窗口。我们的关键特性控制在0.5海里。这是5埃。债券长度为2.5埃。我们正在做原子水平工程。这是一个我们需要的新工具。你需要剥去一层,这样你有一个完美的腐蚀前,同样的方式你需要完美的保形性。

SE:你如何衡量?

Hemker:有两个不同的方面。一个是当你在做开发。你需要有高分辨率显微镜(透射电子显微镜),还有你需要原子力显微镜。你可以得到一些晶格原子水平分辨率和是否仍完好无损。你做什么在生产中是不同的。希望你设计一个足够大的工艺窗口,这样你不必做显微镜。

SE:那不是权衡,即我们如何获得足够的吞吐量和还能有这样的控制?

Hemker:是的。好事是,从腐蚀和dep的角度来看,事情越来越小,他们也逐渐变薄。现在有很多的情况下,你可以看看有多少“肾上腺脑白质退化症”用于多模式。因为你把更少的材料,您不必添加半微米。你可以在一个合理的时间内做10 nm,所以ALD和啤酒成为非常经济。

SE:很明显,当量子效应开始进入具体的照片吗?

Hemker:已经存在隧道效应,有设备我们看会利用这一点。所以你有MRAM磁隧道结栈,您可以利用量子隧穿询问是否这是一个0或1。有些人看着那transistor-a旋转阀门。我们试图利用这一点和工程师。但有很多材料需要确保效果可靠、可控。每次你有多个材料,你有接口。如果你看看这些材料有多薄,这都是接口。没有大部分了。这是接口管理。在我们的研究项目中,我们正在研究如何工程师这些接口的方式,你想要的。甚至其中一些你不担心电子。 You’re using a magnetic effect—the spin of the atoms.

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