3月21日，SEMICON China 邀請(qǐng)上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司執(zhí)行副總裁孔蔚然博士做了關(guān)于《以創(chuàng)新促發(fā)展—華虹宏力特色工藝之路》演講，孔博士對(duì)摩爾定律、華虹宏力特色工藝和技術(shù)路線做了詳細(xì)論述。
以下為全文紀(jì)要（聽(tīng)錄，僅供投資者參考，具體以公司新聞稿為準(zhǔn)）：
演講主要分為三個(gè)部分：1. 摩爾定律與特色工藝；2. 華虹宏力的特色工藝（Flash+高壓）；3. 華虹宏力8+12的技術(shù)路線
一、 摩爾定律與特色工藝
CPU芯片上的MOS晶體管數(shù)量不斷增加，符合摩爾定律發(fā)展，隨著晶體管尺寸不斷scaling，CPU核心的操作電壓也隨之不斷減小，但到了點(diǎn)13工藝后，電壓減小停滯，直至FinFet等新技術(shù)出現(xiàn)，才得以繼續(xù)減小。電壓不在縮小之后，應(yīng)用端芯片便逐漸拉開(kāi)距離，公司8寸技術(shù)偏向于電壓較高的analog等器件，而邏輯集成度非常高，且邏輯運(yùn)算隨著先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)一直前進(jìn)，先進(jìn)制程的出現(xiàn)會(huì)淘汰舊制程，但有些實(shí)際的應(yīng)用也不需要太先進(jìn)的制程技術(shù)，否則換算下來(lái)的芯片將小到無(wú)法封裝。
MOSFET是整個(gè)IC的核心，但缺乏突破性創(chuàng)新。下面就是一個(gè)MOSEFET的剖面圖，MOSFET是整個(gè)IC的核心，DRAM、3D NAND、Trench MOS、IGBT、FDSOI和FINFET均以MOS為核心器件，MOS問(wèn)世60年以來(lái)，結(jié)構(gòu)原理無(wú)本質(zhì)變化，目前主要依靠光刻機(jī)精度減小、采用high K gate oxide和FinFet等技術(shù)進(jìn)行工藝演進(jìn)，半導(dǎo)體工藝仍缺乏突破性創(chuàng)新。
接下來(lái)孔博士介紹了公司的特色工藝，包含數(shù)字及存儲(chǔ)器類的Logic/Analog，Smart Card和MCU；模擬射頻類的BCD、RFCMOS和RF-SOI；分立功率類的Power MOS、IGBT和Deep Trench Super-Junction；傳感器類的MEMS等，所有的特色工藝基本都帶高壓MOS（>6V），正是由于這個(gè)高壓存在，導(dǎo)致Flash scaling較慢。
孔博士接著介紹Flash在嵌入式中的應(yīng)用概況，傳統(tǒng)主流包括Floating Gate 2T（可以是NMOS或PMOS）；SONOS 2T；SONOS 1.5T主要是一家知名日本公司在做，是將兩個(gè)晶體管疊在一起，即實(shí)現(xiàn)了1.5T；Floating Gate SST Split Gate分為ESF1/2/3代；最后是公司自己發(fā)明的NORD Flash。新材料存儲(chǔ)方面，如RRAM、PCRAM和MRAM等公司目前還沒(méi)涉及，但公司一直保持關(guān)注。
下面是2018年IEDM會(huì)議上STM（意法半導(dǎo)體）公司發(fā)表的paper截圖，他們發(fā)明了垂直的1.5T eSTM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了尺寸進(jìn)一步縮小。
二、華虹宏力的特色工藝（Flash+高壓）
下面是公司特有的技術(shù)專利，即將三個(gè)晶體管變?yōu)橐粋€(gè)Floating Gate來(lái)實(shí)現(xiàn)。電路模型如圖中右上方所示，包含一個(gè)channel，3個(gè)gate，現(xiàn)有的model不支持新的器件結(jié)構(gòu)，不得不采用右下方錯(cuò)誤的結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值近似模擬。
公司結(jié)構(gòu)上創(chuàng)新的閃存單元面積優(yōu)勢(shì)明顯。Flash cell size上領(lǐng)先于NonSelfAligned和SelfAligned單元，在55nm節(jié)點(diǎn)下，公司新閃存單元尺寸僅為0.04um2左右。
在平衡閃存單元面積和性能下，公司Focused on Flash_2 cell，同時(shí)在IEEE上發(fā)表了這些工作，并申請(qǐng)了相關(guān)專利。
下圖是1.5V單電源下，閃存cell越小，IP核面積不斷縮小，512KB中縮小更為明顯，F(xiàn)lash IP面積不斷優(yōu)化。
公司另一個(gè)創(chuàng)新工作是不斷降低制造成本。公司由07年的38層光罩逐漸減少到18年的24層（1.5V+5V+Flash），達(dá)到業(yè)界領(lǐng)先水平，同時(shí)公司認(rèn)識(shí)到光罩層次還未到極限，未來(lái)公司會(huì)推出極限水平的光罩層次，不斷降低制造成本。
總之，公司E-Flash技術(shù)發(fā)展策略包括以下5點(diǎn)：（1）Device scaling：利用自對(duì)準(zhǔn)工藝，減少依賴先進(jìn)光刻；（2）Data Retention：保持90A oxide（可耐受300℃高溫烘烤）；（3）Endurance：不依賴于ECC；（4）持續(xù)簡(jiǎn)化制程，簡(jiǎn)化光刻層數(shù)；（5）持續(xù)尋找新器件結(jié)構(gòu)。
高壓器件方面公司銷量最好的產(chǎn)品之一便是Super Junction MOSFET。但是高壓drain是靠epitaxial，將N-Type與P-Type全耗盡后形成的介質(zhì)層耐高壓。為了精準(zhǔn)控制，業(yè)界通常使用multi-epitaxial，性能好但是成本很高，而公司是直接進(jìn)行etch，產(chǎn)品的profile十分美觀，排列的將越來(lái)越緊。當(dāng)導(dǎo)通電阻下降一倍，die size也將下降1倍，成本降低。公司產(chǎn)品導(dǎo)通電阻僅0.7平方歐姆，創(chuàng)造了新的記錄。
公司最近的新突破是7V Analog,0.35微米5V/7V模擬平臺(tái)累計(jì)出貨50萬(wàn)片，并且公司也不斷提升其穩(wěn)定性。
BCD技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)激烈，目前公司發(fā)展到90nm,緊跟業(yè)界的先進(jìn)水平，公司也會(huì)將此推向12寸晶圓制造。
公司最新一代RF-SOI也處于業(yè)界高水平，并將緊隨市場(chǎng)導(dǎo)向?qū)F-Switch和LNA進(jìn)行集成，技術(shù)不斷推進(jìn)下，未來(lái)甚至可能將PA進(jìn)行集成。
公司通過(guò)多年的實(shí)踐，大力發(fā)展差異化技術(shù)不斷創(chuàng)新，營(yíng)收不斷增長(zhǎng)，2018年總營(yíng)收接近10億美金。
公司的發(fā)展離不開(kāi)研發(fā)的支撐，到2018年公司授權(quán)專利累計(jì)超過(guò)3000件。
下圖是“8+12”的技術(shù)路線圖，公司有完整的特色工藝平臺(tái)，以此為基礎(chǔ)將繼續(xù)延伸到12寸來(lái)解決產(chǎn)能問(wèn)題并提供更廣闊的技術(shù)發(fā)展空間，未來(lái)將推出更多具有競(jìng)爭(zhēng)力的差異化技術(shù)。孔博士在最后強(qiáng)調(diào)，目前8寸晶圓仍然具有較大市場(chǎng)需求以及發(fā)展空間。
