roadmap for international technology - jeitajan 15, 2002 tokyo, japan, t. fukushima 1992ntrs itrs...

28
富士通 富士通 富士通 富士通 ( ( ( ) ) ) 福島 福島 福島 福島 敏高 敏高 敏高 敏高 International Technology Roadmap for Semiconductors 2001

Upload: others

Post on 26-Feb-2021

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

富士通富士通富士通富士通 ((((株株株株))))

福島福島福島福島 敏高敏高敏高敏高

International TechnologyRoadmap for

Semiconductors2001

Page 2: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

1992NTRS

ITRSの変遷の変遷の変遷の変遷

米国米国米国米国米国米国米国米国 国内版国内版国内版国内版国内版国内版国内版国内版 国際版国際版国際版国際版国際版国際版国際版国際版

1991 Micro Tech 2000

Workshop Report

1994NTRS

1997NTRS

2000 ITRSUpdate

2001 2001 ITRSITRS

1999 1999 ITRSITRS

1998 ITRSUpdate

19981998世界半導体会議世界半導体会議世界半導体会議世界半導体会議世界半導体会議世界半導体会議世界半導体会議世界半導体会議

日米日米日米日米日米日米日米日米トップトップトップトップトップトップトップトップ ミーティングミーティングミーティングミーティングミーティングミーティングミーティングミーティング

http://public.itrs.net

Page 3: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

ITRSのミッションのミッションのミッションのミッション

ITWGITWG

•方針方針方針方針•目標目標目標目標•スケジュールスケジュールスケジュールスケジュール•ITWGITWGITWGITWG間調整間調整間調整間調整

•各国間調整各国間調整各国間調整各国間調整

IRC

Technology Needs Potential Solutions

innear & long terms

TWG

TWG

TWG

TWG

TWG

ESIA

KSIA

SIA

TSIA

JEITA((((STRJ)

DesignTest

FEP

etc

Page 4: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

対象技術分野対象技術分野対象技術分野対象技術分野対象技術分野対象技術分野対象技術分野対象技術分野

Environment Safety &

HealthMetrology

YieldEnhancement

Modeling & Simulation

Design

Front End Processes

Interconnect

Lithography

Process Integration

Assembly & Packaging

Factory Integration

Test

IRC クロスカットクロスカットクロスカットクロスカット ITWGs

専門専門専門専門 ITWG(Focus)

Page 5: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

デバイスデバイスデバイスデバイス 製造装置製造装置製造装置製造装置 ////材料材料材料材料 研究機関/研究機関/研究機関/研究機関/

コンソーシアムコンソーシアムコンソーシアムコンソーシアム大学大学大学大学 政府政府政府政府 ////国研国研国研国研

その他その他その他その他

(設計(設計(設計(設計 ////組立組立組立組立 ////試試試試験)験)験)験)

小計小計小計小計

ESIAESIAESIAESIA(欧州)(欧州)(欧州)(欧州) 38383838 5555 25252525 68686868JEITAJEITAJEITAJEITA(日本)(日本)(日本)(日本) 141141141141 42424242 22222222 10101010 7777 222222222222KSIAKSIAKSIAKSIA(韓国)(韓国)(韓国)(韓国) 32323232 11111111 5555 9999 7777 64646464TSIATSIATSIATSIA(台湾)(台湾)(台湾)(台湾) 88888888 17171717 14141414 13131313 29292929 161161161161SIASIASIASIA(米国)(米国)(米国)(米国) 146146146146 91919191 36363636 24242424 12121212 4444 313313313313

小計小計小計小計 445445445445 166166166166 102102102102 56565656 26262626 33333333 828828828828

ITRS 構成メンバー構成メンバー構成メンバー構成メンバー

ESIAESIAESIAESIA((((欧州)欧州)欧州)欧州)8%

JEITAJEITAJEITAJEITA((((日本)日本)日本)日本)27%

KSIAKSIAKSIAKSIA((((韓国)韓国)韓国)韓国)8%TSIATSIATSIATSIA((((台湾)台湾)台湾)台湾)

19%

SIASIASIASIA((((米国)米国)米国)米国)38%

デバイスデバイスデバイスデバイス54%

製造装置製造装置製造装置製造装置////材料材料材料材料20%

その他その他その他その他

(設計(設計(設計(設計////組立組立組立組立////試験)試験)試験)試験)4%

研究機関/研究機関/研究機関/研究機関/

大学大学大学大学////国研国研国研国研

コンソーシアムコンソーシアムコンソーシアムコンソーシアム22%

Page 6: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

ITRS2001の構成Glossary

ORTC

12 ITWGs : Design to Modeling & Simulation- Scope- Difficult Challenges- Technology Requirement- Potential Solutions

System Drivers

Difficult Challenges

Grand Challenges

Introduction

Page 7: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

Technology Node TimingV

olum

e of

Pro

duct

ion

(Par

ts/M

onth

)

Months-24

1K

10K

100K

0

1M

10M

100M

AlphaTool

12 24-12

Development Production

BetaTool

ProductionTool

Top-Runner CompanyProduction Followed by

Succeeding Companies within Three Months

Conf.Papers

Technology NodeDefinition

Page 8: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

Technology Distribution in Actual Production

Year

Tech

nolo

gy N

ode

(um

)

0.01

0.1

1

10

1995 2000 2005

2000 SOURCE::::Yano Res. Institute & SIRIJ

1995-1999 SOURCE:::: SICAS

Page 9: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

130 0.7 91 90

90 0.7 64 65

65 0.7 45 45

45 0.7 31 32

32 0.7 22 22

100

70

50

35

25

2001版版版版1999版版版版

x

x

x

x

x

(nm)

Technology Node

Page 10: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

Half Pitch

MPU/ASICDRAM

Poly Pitch

Metal Pitch

Page 11: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

FEP Grand Challenges

Starting Material

Wells

Capacitor Stack / Trench

Gate Stack

Source / Drain - ExtensionIsolation

ChannelContacts

Near Term (2001-2007)Enhancing Performance■■■■     New Gate Stack and Materials :

● Oxynitride gate dielectric / high performance MOSFETs● High κ gate stack / low operating and low standby power MOSFETs

■■■■     CMOS Integration of New Memory Materials and Processes :● High k DRAM capacitor

● MIM capacitor structuresLong Term (2008-2016)Cost-effective Manufacturing■■■■     Starting Materials alternate beyond 300 mm :

● Productivity enhancement

● e.g., 450 mm

Page 12: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

Interconnect Grand Challenges

Near Term (2001-2007)Enhancing Performance■■■■    Introduction of New Materials :

●●●● High Conductivity and High k Dielectric

■■■■     Integration of New Processes and Structures : ●●●● High Complexity

Long Term (2008-2016)Enhancing Performance■■■■ Identify Solutions which address Global

Wiring Scaling: ●●●● Beyond Copper and Low k●●●● Material Innovation to accelerate Design,

Package and Interconnect

Page 13: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

Near Term (2001-2007)Cost-effective Manufacturing

■■■■ Coordinated Design Tools and Simulators :

●●●● Mix Signal Co-design and Simulation

●●●● Transient Thermal Analysis Tool

●●●● Thermal Mechanical Analysis Tool

●●●● Electrical Analysis Tool----Power Disturbs----EMI----High Frequency / Current and

Lower Voltage Switching

Assembly & PKG Grand Challenges

QFP PGABGA

Chip

Package

Printed Wiring Board

Page 14: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

System Drivers Chapter1999年版年版年版年版    ■ SOC、 AMS (analog/mixed-signa) に言及したが、主はDRAM、MPU、ASIC ■ 其々の品種が、技術ノードに沿って、一様に開発されると仮定其々の品種が、技術ノードに沿って、一様に開発されると仮定其々の品種が、技術ノードに沿って、一様に開発されると仮定其々の品種が、技術ノードに沿って、一様に開発されると仮定

2001年版年版年版年版    ■■■■ しかし しかし しかし しかし市場は、品種毎に異なった技術/開発時期を要求市場は、品種毎に異なった技術/開発時期を要求市場は、品種毎に異なった技術/開発時期を要求市場は、品種毎に異なった技術/開発時期を要求

    ■■■■    市場セグメント毎の技術開発動向を分析市場セグメント毎の技術開発動向を分析市場セグメント毎の技術開発動向を分析市場セグメント毎の技術開発動向を分析

(1) Portable and Wireless (2) Broadband(3) Internet Switching (4) Mass Storage(5) Consumer (6) Computer(7) Automotive

    ■■■■    市場セグメントが求める各品種に対する技術要求/開発時期を抽出市場セグメントが求める各品種に対する技術要求/開発時期を抽出市場セグメントが求める各品種に対する技術要求/開発時期を抽出市場セグメントが求める各品種に対する技術要求/開発時期を抽出

(a) SOC : Multi- technology, High performance, Low cost, Low power(b) AMS : Low-noise amplifier, Power amplifier, VCO, ADC(c) MPU : high-volume custom

Page 15: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

Emerging Research Devices Section

1999年版年版年版年版    ■ Beyond CMOS / Novel Devices

2001年版年版年版年版 ■ ロードマップの延長線上で性能向上を加速させる技術ロードマップの延長線上で性能向上を加速させる技術ロードマップの延長線上で性能向上を加速させる技術ロードマップの延長線上で性能向上を加速させる技術

・・・・ Non-Classical CMOS

     ・・・・ 新メモリデバイス新メモリデバイス新メモリデバイス新メモリデバイス

    ■ ロードマップを越える新しい技術・概念ロードマップを越える新しい技術・概念ロードマップを越える新しい技術・概念ロードマップを越える新しい技術・概念

・・・・ 新ロジックデバイス新ロジックデバイス新ロジックデバイス新ロジックデバイス

・・・・ 新アーキテクチャ新アーキテクチャ新アーキテクチャ新アーキテクチャ

Page 16: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

Non-Classical CMOS

Memory Devices

Emerging Research Technologies

極薄膜極薄膜極薄膜極薄膜SOI バンドエンジニアリングバンドエンジニアリングバンドエンジニアリングバンドエンジニアリング 縦型縦型縦型縦型 Fin FET ダブルゲートダブルゲートダブルゲートダブルゲート

WORD

BIT

W

R

n

+ n +

memory node

Engineered barrier

Si

Gate

Near Future

DRAM

2002

磁気磁気磁気磁気 RAM

~2004

相変化相変化相変化相変化

~2004

ナノ浮遊ナノ浮遊ナノ浮遊ナノ浮遊ゲートゲートゲートゲート>2005

単電子/単電子/単電子/単電子/少数電子少数電子少数電子少数電子

>2007

分子分子分子分子

>2010

Page 17: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

Plate

S. Node

Plug

Stack

Storage Node

Ferro. FilmPlate

Planar

Plate

Plug

S. Node

3D

Capacitor Structure

FeRAM

1.00E-01

1.00E+00

1.00E+01

1.00E+02

1.00E+03

1.00E+04

1.00E+05

1.00E+06

2000 2005 2010 2015 2020

FeRAM

DRAM 64G

16G

1M

512M

2001200120012001 2002 2003 2004200420042004 2005 2006 2007200720072007 2010201020102010 2013201320132013 2016201620162016

T. Node (nm) 130130130130 115 100 90909090 80 70 65656565 45454545 32323232 22222222

DRAM (bit) 4G4G4G4G 8G 32G 64G

FeRAM (bit) 1M1M1M1M 4M4M4M4M 16M16M16M16M 64M64M64M64M 64M64M64M64M 128M128M128M128M 256M256M256M256M 1G1G1G1G 4G4G4G4G 16G16G16G16G

Access time (ns) 80808080 65656565 55555555 40404040 30303030 30303030 20202020 16161616 12121212 10101010

Capacitor planarplanarplanarplanar planarplanarplanarplanar stackstackstackstack stackstackstackstack stackstackstackstack stackstackstackstack 3D3D3D3D 3D 3D 3D

T2C or 1T1C 2T2C2T2C2T2C2T2C 1T1C1T1C1T1C1T1C 1T1C1T1C1T1C1T1C 1T1C1T1C1T1C1T1C 1T1C1T1C1T1C1T1C 1T1C1T1C1T1C1T1C 1T1C 1T1C 1T1C 1T1C

512M512M512M512M 2G2G2G2G1G1G1G1G

Page 18: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

Half Pitch

Year of Production

Tec

hnol

ogy

Nod

e -D

RA

M H

alf-

Pitc

h (n

m)

10

100

1000

1995 1998 2001 2004 2007 2010 2013 2016

DRAM ½½½½ Pitch

MPU/ASIC ½½½½ Pitch

3-year Cycle

2-year Cycle

2-year Cycle

130nm

22nm

150nm

90nm

Page 19: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

MPU Gate Length

Year of Production

1000

1995 1998 2001 2004 2007 2010 2013 2016

Tec

hnol

ogy

Nod

e -D

RA

M H

alf-

Pitc

h (n

m)

10

100

2001 MPU Printed Gate Length2001 MPU Physical Gate Length

2-year Cycle 3-year Cycle((((1999年版:年版:年版:年版:

2005年)年)年)年)

65nm

90nm

45nm

13nm

32nm

9nm

LP-ASIC : MPUのののの2年遅れ年遅れ年遅れ年遅れ

Page 20: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

2001200120012001 2002200220022002 2003200320032003 2004200420042004 2005200520052005 2006200620062006 2007200720072007 2008200820082008 2010201020102010 2011201120112011 2013201320132013 2014201420142014 2016201620162016130 115 100 90 80 70 65 70 45 32 22

1999199919991999年版年版年版年版EOTEOTEOTEOT(nm)(nm)(nm)(nm) MPUMPUMPUMPU 1.5–1.91.5–1.91.5–1.91.5–1.9 1.5–1.91.5–1.91.5–1.91.5–1.9 1.5–1.91.5–1.91.5–1.91.5–1.9 1.2–1.51.2–1.51.2–1.51.2–1.5 1.0–1.51.0–1.51.0–1.51.0–1.5 0.8–1.20.8–1.20.8–1.20.8–1.2 0.6–0.80.6–0.80.6–0.80.6–0.8 0.5–0.60.5–0.60.5–0.60.5–0.6

2001200120012001年版年版年版年版MPU/ASICMPU/ASICMPU/ASICMPU/ASIC 1.3–161.3–161.3–161.3–16 1.2–1.51.2–1.51.2–1.51.2–1.5 1.1–1.61.1–1.61.1–1.61.1–1.6 0.9–1.40.9–1.40.9–1.40.9–1.4 0.8–1.30.8–1.30.8–1.30.8–1.3 0.7–1.20.7–1.20.7–1.20.7–1.2 0.6–1.10.6–1.10.6–1.10.6–1.1 0.5–0.80.5–0.80.5–0.80.5–0.8 0.4–0.60.4–0.60.4–0.60.4–0.6 0.4–0.50.4–0.50.4–0.50.4–0.5

LOPLOPLOPLOP 2.0-242.0-242.0-242.0-24 1.8-2.21.8-2.21.8-2.21.8-2.2 1.6-2.01.6-2.01.6-2.01.6-2.0 1.4-1.81.4-1.81.4-1.81.4-1.8 1.2-1.61.2-1.61.2-1.61.2-1.6 1.1-1.51.1-1.51.1-1.51.1-1.5 1.0-1.41.0-1.41.0-1.41.0-1.4 0.8-1.20.8-1.20.8-1.20.8-1.2 0.7-1.10.7-1.10.7-1.10.7-1.1 0.6-1.00.6-1.00.6-1.00.6-1.0

LSTPLSTPLSTPLSTP 2.4-2.82.4-2.82.4-2.82.4-2.8 2.2-2.62.2-2.62.2-2.62.2-2.6 2.0-2.42.0-2.42.0-2.42.0-2.4 1.8-2.21.8-2.21.8-2.21.8-2.2 1.6-2.01.6-2.01.6-2.01.6-2.0 1.4-1.81.4-1.81.4-1.81.4-1.8 1.2-1.61.2-1.61.2-1.61.2-1.6 0.9-1.30.9-1.30.9-1.30.9-1.3 0.8-1.20.8-1.20.8-1.20.8-1.2 07-1.107-1.107-1.107-1.1

DRAMDRAMDRAMDRAM 5555 4.54.54.54.5 4.14.14.14.1 3.63.63.63.6 3.33.33.33.3 3333 2.72.72.72.7 1.551.551.551.55 1.051.051.051.05 0.550.550.550.55

EOTEOTEOTEOT(nm)(nm)(nm)(nm)

YearYearYearYearT. Node (nm)T. Node (nm)T. Node (nm)T. Node (nm)

■■■■ LSTPはははは2005年で年で年で年でHigh-kの導入が必要の導入が必要の導入が必要の導入が必要 :Ig<1pA/um, EOT=1.8nm

Gate Dielectrics / EOT nm (High-k)

■■■■ MPU / HP-ASIC用に用に用に用に2007年年年年

Page 21: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

Effective Dielectric Constant (Low-k)

2001200120012001 2002200220022002 2003200320032003 2004200420042004 2005200520052005 2006200620062006 2007200720072007 2008200820082008 2010201020102010 2011201120112011 2013201320132013 2014201420142014 2016201620162016130130130130 115115115115 100100100100 90909090 80808080 70707070 65656565 70707070 45454545 32323232 22222222

1999199919991999年版年版年版年版MPUMPUMPUMPU 2.72.72.72.7 –––– 3.53.53.53.5 2.72.72.72.7 –––– 3.53.53.53.5 2.22.22.22.2 –––– 2.72.72.72.7 2.22.22.22.2 –––– 2.72.72.72.7 1.61.61.61.6 –––– 2.22.22.22.2 1.51.51.51.5 <1.5 <1.5 <1.5 <1.5 <1.5 <1.5 <1.5 <1.5

DRAMDRAMDRAMDRAM 4.14.14.14.1 3.0–4.13.0–4.13.0–4.13.0–4.1 3.0–4.13.0–4.13.0–4.13.0–4.1 3.0–4.13.0–4.13.0–4.13.0–4.1 2.5–3.02.5–3.02.5–3.02.5–3.0 2.5–3.02.5–3.02.5–3.02.5–3.0 2.0–2.52.0–2.52.0–2.52.0–2.5 2.0–2.32.0–2.32.0–2.32.0–2.3

2001200120012001年版年版年版年版MPU/ASICMPU/ASICMPU/ASICMPU/ASIC <2.7<2.7<2.7<2.7 <2.7<2.7<2.7<2.7 <2.7<2.7<2.7<2.7 <2.4<2.4<2.4<2.4 <2.4<2.4<2.4<2.4 <2.4<2.4<2.4<2.4 <2.1<2.1<2.1<2.1 <1.9<1.9<1.9<1.9 <1.7 <1.7 <1.7 <1.7 <1.6<1.6<1.6<1.6

DRAMDRAMDRAMDRAM 4.14.14.14.1 3.0–4.13.0–4.13.0–4.13.0–4.1 3.0–4.13.0–4.13.0–4.13.0–4.1 3.0–4.13.0–4.13.0–4.13.0–4.1 3.0-4.13.0-4.13.0-4.13.0-4.1 2.6–3.12.6–3.12.6–3.12.6–3.1 2.6–3.12.6–3.12.6–3.12.6–3.1 2.3–2.72.3–2.72.3–2.72.3–2.7 2.3–2.72.3–2.72.3–2.72.3–2.7 2.12.12.12.1

k

k

YearYearYearYearT. Node (nm)T. Node (nm)T. Node (nm)T. Node (nm)

Page 22: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

Lithography

■ ■ ■ ■ 光リソグラフィーを光リソグラフィーを光リソグラフィーを光リソグラフィーを 65656565nm Node まで延長まで延長まで延長まで延長 ● マスクの課題がクローズアップ ● マスクの課題がクローズアップ ● マスクの課題がクローズアップ ● マスクの課題がクローズアップ    レジスト    レジスト    レジスト    レジスト    マスク    マスク    マスク    マスクCD制御制御制御制御                

■ ■ ■ ■ 次世代リソグラフィ次世代リソグラフィ次世代リソグラフィ次世代リソグラフィ (NGL) ● マスクテーブルの新設 ● マスクテーブルの新設 ● マスクテーブルの新設 ● マスクテーブルの新設 ●  ●  ●  ● コンセンサスに至らず混沌コンセンサスに至らず混沌コンセンサスに至らず混沌コンセンサスに至らず混沌

Page 23: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

PEL

IPL

157nm

PXL

Lithography Potential Solutions

2000 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 2016

Node 130 90 65 45 32 22 nm

EUV(13nm)

ML2

KrF(248nm)

ArF(193nm)

EPL

NGL

Page 24: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

Design / Test / Assembly & PKG

■ ■ ■ ■ Design ● 新規設計コスト・モデルの追加 ● 新規設計コスト・モデルの追加 ● 新規設計コスト・モデルの追加 ● 新規設計コスト・モデルの追加━設計コストの増加が将来を脅かす設計コストの増加が将来を脅かす設計コストの増加が将来を脅かす設計コストの増加が将来を脅かす

                                

■ ■ ■ ■ Test ●  ●  ●  ● 信頼性評価の追加信頼性評価の追加信頼性評価の追加信頼性評価の追加

          DFTによりによりによりにより ITRS99 で指摘された多くの障害が取り除かれたで指摘された多くの障害が取り除かれたで指摘された多くの障害が取り除かれたで指摘された多くの障害が取り除かれた

    潜在欠陥を加速する新しい手法の開発が急務    潜在欠陥を加速する新しい手法の開発が急務    潜在欠陥を加速する新しい手法の開発が急務    潜在欠陥を加速する新しい手法の開発が急務                                

■ ■ ■ ■ Assembly and Packaging ●  ●  ●  ● スコープの拡大スコープの拡大スコープの拡大スコープの拡大

━MEMS、オプトエレクトロニクス、ディスクリート(MEMS、オプトエレクトロニクス、ディスクリート(MEMS、オプトエレクトロニクス、ディスクリート(MEMS、オプトエレクトロニクス、ディスクリート(Passive Component)━受動部品内蔵基板受動部品内蔵基板受動部品内蔵基板受動部品内蔵基板

Page 25: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

FI / YE

Wafer Mfg.FEOLBEOL

Chip Mfg.Probe/TestSingulation

Product Mfg.Packaging

Test

1999年版年版年版年版

2001年版年版年版年版

■ ■ ■ ■ Factory Integration ● スコープの拡大 ● スコープの拡大 ● スコープの拡大 ● スコープの拡大

■ ■ ■ ■ Yield Enhancement (旧旧旧旧 Defect Reduction) ● スコープの拡大 ● スコープの拡大 ● スコープの拡大 ● スコープの拡大━ Defect Detection and Characterization━ Yield Learning

Page 26: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

WW Semiconductor Industry Trends

¥ ¥ ¥

1

10

100

1000

10000

100000

1000000

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

Revenue, M$

Silicon, Mcm2

Revenue, $ / cm27% 4%

1.5%

16% CAGR

12% CAGR

10% CAGR

Source Data: VLSI

Page 27: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

Total Economy Modelの構築の構築の構築の構築

WaferMfg

ChipMfg

ProductMfg

Dis

trib

utio

n

•Probe / Test •Ass. &PKG •Test

WaferMfg

ChipMfg

ProductMfg

Dis

trib

utio

n

•FEP•Interconnect

•Design

Design

Page 28: Roadmap for International Technology - JEITAJan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima 1992NTRS ITRS の変遷 米国 国内版 国 際 版 国 際 版 1991 Micro Tech 2000 Workshop Report

.                       Jan 15, 2002 Tokyo, Japan, T. Fukushima

■ ■ ■ ■ System Drivers Chapter•市場セグメント毎の技術開発動向の分析と、各品種に対する技術要求/開発時期を抽出市場セグメント毎の技術開発動向の分析と、各品種に対する技術要求/開発時期を抽出市場セグメント毎の技術開発動向の分析と、各品種に対する技術要求/開発時期を抽出市場セグメント毎の技術開発動向の分析と、各品種に対する技術要求/開発時期を抽出

■ ■ ■ ■ Emerging Research Devices Section•Non-Classical CMOS、、、、新メモリデバイス、新ロジックデバイス、新アーキテクチャを提案新メモリデバイス、新ロジックデバイス、新アーキテクチャを提案新メモリデバイス、新ロジックデバイス、新アーキテクチャを提案新メモリデバイス、新ロジックデバイス、新アーキテクチャを提案

■ ■ ■ ■ DRAM half pitch•2001年以降年以降年以降年以降3年サイクル年サイクル年サイクル年サイクル (90nm@2004, 65nm@2007, 32nm@2010)

■ ■ ■ ■ MPU / ASIC-HP half pitch•2年サイクルで微細化進み、年サイクルで微細化進み、年サイクルで微細化進み、年サイクルで微細化進み、2004年以降は年以降は年以降は年以降はDRAMと同じと同じと同じと同じ

■ ■ ■ ■ MPU / ASIC-HPのゲート長のゲート長のゲート長のゲート長•2005年まで年まで年まで年まで2年サイクルで微細化。年サイクルで微細化。年サイクルで微細化。年サイクルで微細化。 LP-ASICははははMPUの2年遅れの2年遅れの2年遅れの2年遅れ

■ ■ ■ ■ High-k•LSTP-ASIC用に用に用に用に2005年、年、年、年、MPU / HP-ASIC用に用に用に用に2007年より導入の必要年より導入の必要年より導入の必要年より導入の必要

■ ■ ■ ■ Low-kは減速は減速は減速は減速

■ ■ ■ ■ 光リソは光リソは光リソは光リソは65nmまで延命まで延命まで延命まで延命•その後はコンセンサスに至らずその後はコンセンサスに至らずその後はコンセンサスに至らずその後はコンセンサスに至らず

■ ■ ■ ■ Total Economy Modelの構築が必要の構築が必要の構築が必要の構築が必要

まとめまとめまとめまとめ