楊明達/工研院材化所
前言
IEEE國際電子元件會議(International Electron Devices Meeting；IEDM)，是每年12月初定期會在美國舊金山或華盛頓哥倫比亞特區其中一處舉行的重要年度電子會議。每年在IEDM會議上，會有來自全球最頂尖的微/奈米/生物電子技術專家在此匯聚一堂，參加由220多場演講組成的技術項目，主辦單位並舉辦特別午餐會，安排各種專題討論會、特別會議、教程、短期課程、IEEE / EDS獎頒獎典禮和其他活動。
2017 IEDM邀請到與Dr. Isamu Akasaki 和Dr. Shuji Nakamura以發明高效率藍光LED的變革性電子產品而共同獲得2014年諾貝爾物理學獎的日本Dr. Hiroshi Amano做專題演講。IEDM會議主持人包括Advanced Micro Devices Inc.的首席執行長和台灣積體電路公司的研發總監，都是業界最主要的代工驅動技術前鋒；這次會議也提出了一個重要的目標：主要研發致力於將元件趨向節能化。會議主題也聚焦圍繞在3D Integration and Packaging; Modeling Challenges for Neuromorphic Computing; Nanosensors for Disease Diagnostics; 以及Silicon Photonics: Current status and perspectives 。
每年的IEDM 都會有一些技術突破和亮點，而內容也會針對世界趨勢做調整。2016年，IEDM會議首次同步舉辦供應商展會，結果活動大獲好評，因此2017年的IEDM也舉辦了供應商展會。此外，2017年的IEDM更邀請到世界級專家，針對最近的熱門話題，舉行系列座談、課程和專題討論會。Leti科學總監Barbara De Salvo博士說 “獨特的技術計劃可以讓人將IEDM視為各種各樣的指標，因為在會議上報告的許多研發成果總是在幾年後付諸商業化。
主要會議內容
本次的技術報導和最新消息分為四大部分，分別介紹如下。
1. GlobalFoundries宣布7nm晶片製造技術
對於像AMD和IBM這樣需要最高性能的客戶來說，開發自己的7nm技術是一個重要的里程碑。半導體大廠英特爾(Intel)透露，將在10奈米製程節點的部分連接層採用鈷(Cobalt)材料之計畫細節，表示將在10奈米節點互連的最底部兩個層採用鈷，以達到5至10倍的電子遷移率改善，並降低兩倍的通路電阻(Via Resistance)。這種磁性金屬一直被視為具潛力的介電質候選材料。GlobalFoundries公佈了其7nm技術的詳細信息，如圖一所示，與用於製造AMD處理器、IBM Power服務器晶片和其他產品的14nm技術相比，可以顯著提高密度、性能和效率。
圖一、GlobalFoundries公佈了其7nm製程相關訊息
GlobalFoundries表示，將使用當前的光刻工具開始7nm生產，並介紹該公司將如何利用極紫外光(EUV)微影技術首度決戰7奈米製程節點，該公司並計劃將迅速轉向下一代EUV光刻以降低成本。這些特徵尺寸不僅與台積電的7奈米技術類似，還與英特爾的10奈米技術類似，這與代工廠所稱的7奈米技術大致相同（三星將於2018年初，在ISSCC上提供其7nm技術的詳細訊息，該技術從一開始就使用EUV）。基於GlobalFoundries最新一代3D或FinFET電晶體，7LP技術具有30nm的鰭距（導電通道之間的距離），56nm的柵極間距和40nm的最小金屬間距。GlobalFoundries宣稱調整了鰭片形狀和輪廓以獲得最佳性能，但沒有提供鰭片寬度或高度的測量結果。最小的高密度SRAM單元尺寸為0.0269平方微米。GlobalFoundries是在2017年9月首度發表7奈米製程，採用SAQP製作鰭片，並以雙重圖形進行金屬化，號稱與該公司授權自三星(Samsung)的14奈米製程相較，其邏輯密度提升了2.8倍、性能提高40%、功耗降低55%。
Intel與GlobalFoundries的製程都支援多電壓臨界值(Multiple Voltage Thresholds)。在IEDM上，Intel除了透露10奈米製程細節，還提供了另外一篇論文介紹---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖二、FinFET低功耗製程技術運用Roadmap