С началом освоения техпроцессов с нормами менее 30-нм начались серьёзные трудности. Затраты на разработку и внедрение стали расти сильнее, а процесс перехода замедлился и стал доступен ограниченному числу производителей полупроводников. Например, на каждый слой для производства микросхемы требуется два и больше фотошаблонов, что само по себе затратное мероприятие и ведёт к повышению уровня брака. Каждый фотошаблон, а их надо до 50 штук на SoC или процессор, обходится сегодня около $1 млн.

Источник изображения: Peng Zheng

Удешевить переход на техпроцессы с меньшими нормами и вернуть действие закона Мура предлагают учёные из Беркли. Ими разработан так называемый процесс наклонной ионной бомбардировки или TII (tilted ion implantation). Суть предложения понятна по картинке. Пучок ионов (в конкретной разработке — это пучок ионов аргона) направлен на обычный фотошаблон сначала под одним углом, а потом под другим. Ионный луч частично разрушает кремниевую подложку под маской и оставляет нетронутую зону вне фокуса. После обычного протравливания рисунок на кристалле оказывается много меньше, чем на фотошаблоне. Отметим, всё это происходит в традиционном КМОП-техпроцессе, что обещает доступный по цене переход с традиционной "вертикальной" проекции на угловую. Правда, производители пока не выстроились в очередь за лицензией на TII.

Источник изображения: Peng Zheng

Представленная технология испытана для выпуска опытного 9-нм кремния. Полученный в результате шаг проекции равен 18-20 нм. Для сравнения, 7-нм техпроцесс TSMC даёт минимальный шаг металлизации для "нулевого слоя" M0 — место первого контакта с кристаллом — аж 40 нм. Кроме этого, как уже сказано выше, технология TII может на 50% снизить стоимость затрат на освоение техпроцессов с 16-нм технологическими нормами и на 35% увеличить производительность выпуска чипов в данном техпроцессе, который в обычных условиях опирается на двукратную проекцию (использует по два фотошаблона на слой).