全球半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展近50年，業(yè)界關(guān)注摩爾定律是否日益逼近終點(diǎn)，晶圓尺寸繼續(xù)縮小還能帶來(lái)多少紅利？三大晶圓代工廠英特爾三星與臺(tái)積電面臨技術(shù)與成本的雙重挑戰(zhàn)，依然紛紛推進(jìn)半導(dǎo)體先進(jìn)制程，這是為什么？ 

全球晶圓代工市場(chǎng)逐漸轉(zhuǎn)移至16/14納米制程的鰭式場(chǎng)效電晶體（FinFET）技術(shù)，英特爾、三星已進(jìn)14納米制程量產(chǎn)，而臺(tái)積電在今年第二季度將進(jìn)入16納米制程量產(chǎn)，GlobalFoundries也將很快涉足此新興市場(chǎng)。據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu)Gartner報(bào)告，各大晶圓廠原訂2014年第3季量產(chǎn)16/14納米制程FinFET芯片，目前各大廠進(jìn)程比當(dāng)初原訂計(jì)劃延后至少2~4季，分析師認(rèn)為主要因?yàn)榧夹g(shù)和成本的挑戰(zhàn)。

SemiconductorEngineering網(wǎng)站指出，各大晶圓廠導(dǎo)入FinFET技術(shù)后，面臨預(yù)期之外的技術(shù)掌握困難，包括新的多重曝光（multiplepatterning）流程、芯片良率（yield）以及后端制程銜接等調(diào)整。半導(dǎo)體業(yè)者在轉(zhuǎn)型FinFET之路上，面臨設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、以及成本三方挑戰(zhàn)。臺(tái)積電共同執(zhí)行長(zhǎng)劉德音指出，新型芯片使得電路設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟體愈趨復(fù)雜，以前只需要1年前開(kāi)始準(zhǔn)備，現(xiàn)在則需更多時(shí)間與資源，大幅提高成本。此外，工程師需要依據(jù)16/14納米制程的雙重曝光（doublepatterning）技術(shù)，重新設(shè)計(jì)作業(yè)流程，16/14納米制程也更需要考量光罩（mask）層次的標(biāo)色分解與布局。產(chǎn)制流程也將面臨很大技術(shù)挑戰(zhàn)，像是晶圓蝕刻、測(cè)量、缺陷檢測(cè)等設(shè)備都需投注大筆資金進(jìn)行升級(jí)。

除了面臨技術(shù)方面的難題，資本也是生產(chǎn)FinFET芯片最大的挑戰(zhàn)，根據(jù)Gartner資料，傳統(tǒng)28納米平面型電晶體設(shè)計(jì)價(jià)位約3，000萬(wàn)美元，中端14納米單芯片（SoC）設(shè)計(jì)定價(jià)則在8，000萬(wàn)美元左右，成本相差近3倍。若加上程序開(kāi)發(fā)與光罩成本還要加上60%成本價(jià)，高階SoC更是中端SoC的雙倍價(jià)格。也因?yàn)樵靸r(jià)昂貴，許多只付得起28納米芯片的廠商，暫時(shí)將不轉(zhuǎn)戰(zhàn)FinFET市場(chǎng)。FinFET的人力開(kāi)發(fā)與時(shí)間成本更是高昂，50人工程師團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)一組14納米中階SoC，得耗時(shí)4年方能完成，還要再耗費(fèi)9~12個(gè)月進(jìn)行原型（prototype）產(chǎn)制、測(cè)試與認(rèn)證后才能量產(chǎn)，而這都是未失敗的前提下。

雖然面臨技術(shù)與資金的雙重挑戰(zhàn)，但制程技術(shù)仍在進(jìn)步。未來(lái)對(duì)于半導(dǎo)體工藝制程未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)已移至10納米制程節(jié)點(diǎn)，英特爾在FinFET市場(chǎng)領(lǐng)先2~3年起步，其14納米芯片制程延后，給了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手急起直追的機(jī)會(huì)。因此在更先進(jìn)的10納米制程節(jié)電的方面，科技網(wǎng)站報(bào)導(dǎo)，英特爾將在明年第3季發(fā)表采用10納米制程技術(shù)的“Cannonlake”處理器，14納米的Skylake架構(gòu)系列處理器則會(huì)如期在今年第4季上市，進(jìn)度將超前臺(tái)積電一季。

在英特爾在搶占先進(jìn)制程技術(shù)的同時(shí)，眼見(jiàn)中低端手機(jī)市場(chǎng)成長(zhǎng)趨緩，聯(lián)電與高通達(dá)一件成悄悄的進(jìn)行約3個(gè)月協(xié)議的祕(mì)密任務(wù)，投入18納米制程研發(fā)，力圖投產(chǎn)更低成本的中低端手機(jī)處理器。