Развитие отечественного производства кремниевых СБИС

Мировой рынок микроэлектроники
Восстановление рынка микроэлектроники после падения, вызванного кризисом, займет до трех лет
Источник: The Annual Semiconductor Report, Future Horizons, 2009

Тенденция развития технологических процессов изготовления СБИС в мире

Микрон – сегодня
Технологический уровень (2009)
Серийное производство микросхем
Диаметр пластин (мм) – 150 200
Проектные нормы (мкм) 2,0 – 0,8 0,18
Номенклатура технологий Биполярная, КМОП КМОП+EEPROM
для смарт-карт и РЧИ
Исследования и разработки
Диаметр пластин – 200 мм
Разрабатываемые технологии:
180 нм:
КМОП , КМОП + EEPROM, аналого-цифровые приложения
БиКМОП (SiGe) для телекоммуникаций и СВЧ техники,
КМОП КНИ и КМОП для радиационно-стойкой ЭКБ
90 нм:
Проект по запуску производства с участием ГК «Роснанотех»

Технологический путь ОАО «НИИМЭ и Микрон»: сокращение разрыва с мировым уровнем
Поэтапное сокращение отставания от мирового уровня, позволит российской микроэлектронике выйти в глобальные игроки и закрепить за Россией роль высокотехнологичной державы в мировом разделении труда

Семейство технологий с проектными нормами 180 нм
Стартовая освоения

Основные проектные нормы
технологического процесса КМОП СБИС 180 нм

Электрические параметры элементной базы
технологического процесса КМОП СБИС 180 нм

Низковольтные (НВ) транзисторы
НВ n-канальный транзистор
НВ p-канальный транзистор

Высоковольтные (ВВ) транзисторы
ВВ n-канальный транзистор
ВВ p-канальный транзистор
ВВ n-канальный транзистор без кармана

Развитие технологий на Фаб-200
Разработка радиационно-стойкой технологии КМОП БИС на структурах «Кремний на изоляторе» с проектными нормами 180 нм для космических аппаратов, ВВСТ
(Передовой зарубежный уровень р.с. СБИС 250 - 150 нм).
Участники разработки:
- ОАО «НИИМЭ и Микрон» - головная организация
- ГУ НПК «Технологический центр» МИЭТ
- Институт физики полупроводников СО РАН
- ЭНПО СПЭЛС
- 22 ЦНИИИ МО

Подписано соглашение с фирмой IHP (Германия)
о поэтапном лицензировании технологии
Технология СВЧ БИС БиКМОП SiGe
для изготовления ГБТ используется одна дополнительная маска;
в рамках процесса возможно изготовление трех типов ГБТ с различными частотными характеристиками (ГГц):
fт/fmax (Vce (В)): 30/70 (7); 50/95 (4,2) 80/95 (2,4)

Переход из микро- в наноэлектронику
Нанотехнологии - совокупность приемов и методов, применяемых при изучении, проектировании, производстве и использовании наноструктур, устройств и систем, включающих целенаправленный контроль и модификацию формы, размера, взаимодействия и интеграции составляющих их наномасштабных элементов (около 1-100 нм), для получения объектов с новыми химическими, физическими, биологическими свойствами.
При изготовлении СБИС по технологии 90 нм реализуется элементная база с минимальными топологическими размерами 90 нм и физическая структура с минимальной толщиной 1,4 нм, что позволяет изготавливать сложные электронные системы содержащие сотни миллионов транзисторов.

Семейство технологий с проектными нормами 90 нм

Основные проектные нормы технологического процесса
КМОП СБИС 90 нм

Электрические параметры элементной базы
технологического процесса КМОП СБИС 90 нм

Контроль технологического процесса изготовления
СБИС с проектными нормами 180 – 90 нм

Материалы и комплектующие для изготовления
СБИС с проектными нормами 180 – 90 нм
Примечание: N – nine (девять) – означает количество девяток после запятой, например, N40 – это 0,9999; N45 – это 0,99995

Основные проблемы развития отечественного производства кремниевых СБИС
Для коммерческих СБИС (массового производства):
Отсутствие отечественного рынка СБИС
Для СБИС ВВСТ:
Огромное количество типономиналов импортной ЭКБ, примененной в электронных системах;
Проблемы редизайна СБИС отечественной разработки (разные технологии и зарубежные ФАБы, привязка к IP, необходимость финансирования для редизайна)
Отсутствие жесткой координации со стороны государственных органов по ограничению перечня типономиналов для ЭКБ спецприменения