时间：2023-11-28 14:51:22
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇半导体的制造方法，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
Abhi TalWalkar：
Abhi Talwalkar是LSI公司的总裁兼首席执行官。Talwalkar加入LSI公司之前是英特尔副总裁兼数字企业事业部的联合总经理，该集团涵盖了英特尔的商用客户、服务器、存储和通信业务。之前，他还担任过Intel副总裁兼企业平台事业部总经理。在1993年加入Intel之前，Talwalkar在Sequent计算机公司（现为IBM一部分）、Bipolar集成技术公司和Lattice半导体公司担任过高级工程师和市场管理职务。
小小的半导体不仅蕴含着巨大商机，还将在各个领域改变并改善人们的生活。全球半导体行业在2008年将继续发力“上扬”，引爆全球产业大商机。
2007年是贝尔实验室发明晶体管60周年。晶体管与半导体芯片使我们的工作和生活方式发生了巨大变化，而当前半导体产业本身也正在发生着巨变。该行业的市场领域已经或正在形成以几家公司为核心的阵营，而其它领域也迫切需要整合成一种更高一致性、更可持续发展的结构，并要求我们从全新的角度来思考它是如何为客户创造价值的。半导体公司应加速做好长远规划，放眼于芯片之外更长远的发展。
半导体产业的巨变对消费者和硅谷都有着巨大影响。对消费者来说，半导体产业整合不仅可加快创新步伐，而且还能显著加速产品（或技术）的上市进程。对于圣何塞地区的硅谷而言，半导体产业整合将推进新的技术革命，并带动硅谷产业的不断创新。
当前半导体产业市值高达2500亿美元，从业公司约450家。但其产业结构不一，缺乏竞争，有的市场领域甚至尚未开发，从而形成了一种“温室环境”。最早推动半导体产业发展的是美国政府，现在则是由消费者需求推动其发展。随着推动因素的变化和竞争的日益加剧，半导体产业的周期波折特性已有所遏制。但是，这种稳定性的代价则是使该产业的年销售增长率从历史最高纪录的15%～20%降至目前的7%～10%。
与此同时，在摩尔定律的推动下，该产业的集成度不断提高，市场的进入门槛也不断提升。有人估算，初创半导体公司的前期投入已从10～15年前的1,000万美元增长到了目前的5,000 万美元。要想让这样大规模的投资实现5倍乃至10倍的收益，半导体公司要开创的市场规模怎么也要达到10亿美元。目前，这样大规模市值的市场早就挤满了各种规模的竞争公司。
此外，新技术工艺不断加速发展。目前的设计周期为18个月。新的芯片制造厂的造价为30亿美元，在此情况下，能承担自身制造芯片成本的半导体公司越来越少。而且，在今后 15 年间，随着半导体技术接近“红砖墙”（互补对称金属氧化物半导体技术的极限），制造成本必将上升。
针对上述问题，半导体公司如何应对？首先，半导体公司应该力争领先以免惨遭淘汰，应致力于自身能保持领先地位的市场领域；其次，半导体公司应通过合并与收购等方式扩大规模，大型设备制造商越来越关心小型半导体公司的产能与资历；再次，半导体公司应放眼芯片之外，沿产业价值链上溯而行，推出固件、系统设计乃至部分系统软件。
从很大程度上说，这种从芯片到系统再到软件的商业模式是最难实现的，也是半导体公司必须采取的转型措施。半导体公司通常与产品的最终用户隔着两个甚至三个层面的市场，因此难以预见最终用户的需求。不过，各级设备制造商加强联系，将软件与集成问题捆绑起来，采取系统性的方法来加强合作，这样半导体公司就能贴近最终用户，并为设备制造商提供他们所需的创新型产品，并进一步加强彼此间的合作。
放眼芯片之外，还要求以新的方式方法处理与其它半导体公司之间的关系。在全新的环境下，竞争对手、客户以及供应商之间的界限往往是模糊的。成功的半导体公司有时必须与其它公司在某个市场领域加强合作，同时又在其它市场领域上与其展开竞争。
但不可否认，中国将是半导体产业中重要的一环。
虽然，2006年下半年到2007年里，全球半导体行业“出现了一些疲软现象”。但如果从历史经验判断，2008年的全球半导体市场仍将出现良性增长趋势。这意味着2008年半导体行业将恢复元气，并出现加速增长。
公司设立网站的初期，一定要准确定位网站的需求，明白网站为谁服务？决定购买的最终需求方是谁？网站必须针对合适的客户进行设计和推广，只有确定真正的用户，网站才会赢得成功。
美国国家半导体公司是一家为全世界提供半导体器件和芯片的全球性公司。1994年国家半导体公司建立了公司网站，网站一开始就进行了周密的市场调查，结果发现那些在购买链最底层的客户——那些为设计产品选择组件，并对这些组件进行技术评估的工程师才是影响购买的最关键因素，而不是通常认为的定购元器件的采购官员。网站准确的市场定位获得了极大的成功，在国家半导体公司网站运行不到两年的时间内，就吸引了全世界约150万用半导体器件设计产品的设计工程师的三分之一——超过50万的设计工程师上网获取他们感兴趣的芯片的最新消息。
在国家半导体公司网站运行的头两年内，每个月上网访问的人数有50万。这些客户中有40℅将网站网址作为“书签”。国家半导体公司的网站获得了巨大的成功，提升了在全球市场的占有率。以下将介绍其成功的因素、网站功能和应该注意的问题。
二、商业目标
国家半导体公司的商业目标是建立一个世界性的网站，这个网站可以极大的便利公司客户查询信息，进行定购和直接购买。以下是国家半导体公司的主要商业目标：
快速处理客户的查询需求，使客户可以得到最新的产品信息
进行网上预定和购买
缓解电话中心的压力，降低公司运营成本
建立一个快速反应系统，及时了解客户的需求，改进服务和产品
缩短产品评估周期，及时更改设计方案
满足最终用户、销售商、零售商的不同需求
扩大市场份额，开拓全球市场
国家半导体公司希望通过建立公司网站的形式，达到以上的目的，成为全球市场占有率最高的半导体元器件供应商。
三、成功因素
1、精确的市场定位
国家半导体公司在决定建立网站之初做了精密的市场调查，最后分析得知影响产品销售的最关键因素是是那些利用国家半导体公司的芯片设计产品的设计工程师，而不是以前一直认为的定购元器件的采购官员。认识到这一点后，国家半导体公司将其网站初期的针对对象定义为通过网站查询元器件信息的设计工程师。 通常元器件需求的流程是：工程师们在设计新产品或改进原有产品时，需要查找他们需要的所有零件，所以他们查找制造商所提供的零件目录和数据表，与制造商人交谈，并索要样品。一旦一个零件变成产品设计中的一部分，那么代表制造组织利益的购买部门就开始进行实际的购买了。 国家半导体公司从基本的市场调查研究起步，寻找客户的价值取向，得知客户与公司打交道的方式。公司每隔三个月就检测一次客户对其网站的反应，并与客户对其他竞争者网站的反应进行比较，从而使国家半导体公司在与竞争者的竞争过程中占据了主导地位。
2、不断提高网站利用效率
国家半导体公司在跟踪客户的网上行动方面做得非常出色。通过查看客户路径纪录，网站的开发者设计出一种让客户用最少的步骤轻松进入系统，找出客户想要的东西，获得它们，然后退出的整个过程。
由于客户都是工作繁忙的工程师，在上网查询时都想尽快的减少查询时间，提高效率。为满足客户的这种需求，国家半导体公司提出了产品文件夹的方式。公司为每一件产品都设立了单独的文件夹，在产品文件夹中，客户可以找到与此产品相关的所有信息，包括数据表、价格信息、软件仿真、详细的技术说明、可获得性（即什么时候有此产品，以及产品的数量）和定购样品的方法。
通过严密监控客户的网上活动的方法，国家半导体公司的网络小组在不断地节约客户的时间。在1995年春网站刚刚建立的时候，客户在退出之前一般都要“碰上”七至八页网页。两年以后，客户在进入网站和退出网站之间，平均只需浏览2.5个网页。他们进入主页，查询，进行交易（例如，定购样品、下载数据表、或给产品管理员发电子邮件），然后退出。
3、精确的查询方法。
为满足客户的快速反应需求，国家半导体公司提供了四种不同的查询方法。分别是：参数查询、引擎文本查询、图表查询和在线目录查询。客户从而获得了方便快速的查询方式，节约了客户的时间。
4、有效利用电子邮件
国家半导体公司对客户的来信十分认真。每封来自客户的电子邮件都送入公司数据库，通过自动过滤和自动传送方式，这些电子邮件被送到最合适的人如公司的产品管理者、市场管理者和技术人员进行处理，并进行跟踪直到完成邮件的最终处理，而不是简单地把所有邮件都送入公司的公众技术支持部。 通过这种方式，国家半导体公司确保了从客户的交互式活动中可以得到最大的价值。
5、分析实时客户信息
美国半导体公司分析每日网上的客户数据，编写成产品目录，并与真正的产品目录和订购数据结合起来，然后每天都向公司里所有的人播送客户的定购数据。通过这种方法，公司可以知道什么产品流行，什么产品有问题，然后用来改善公司的产品管理系统和客户数据库。
6、以客户为中心
国家半导体公司利用网上获得的信息对公司的决策进行修正，客户的反馈信息被整理成容易掌握的图表，并把这些图表散发给执行者和产品生产线管理者。通过这些措施，决策者能够监控其产品的发展趋势。通过观察有多少客户访问信息、下载样品以及进行定购，国家半导体公司拥有了一个“预警系统”，使得公司能够快速改变营销策略。
7、与销售商联手获得客户信息
在1997年9月，国家半导体公司网站新增了一项功能：让渠道合伙人注册客户详细信息的功能。这个名叫TEAM的渠道销售队伍自动化系统，包括了让销售商输入客户账户详细信息的注册形式、客户感兴趣的服务，以及客户计划的运行费用。作为给国家半导体公司提供这些信息的回报，国家半导体公司保证给这些销售商回扣和剩余利润鼓励金。销售商得到了好处，国家半导体公司也更准确地知道应该制造什么产品而获利。
四、商业功能描述
1、方便的查询功能
功能：设立多种查询工具，国家半导体公司设计了四种不同的方法使工程师们能够查找他们需要的信息。
（1）、参数查询引擎。
在一个表格里填上工程师关心的参数。然后得出查询结果。这种参数查询在一两秒钟内就能在国家半导体公司大约22000种产品的数据库中查出符合查询标准的器件。
（2）、文本查询。
让客户输入关键词或短语，例如“与数字变流器类似”，然后返回一系列符合要求的网站上的文档——数据表，价格信息，或软件仿真。
（3）、图表查询。
（4）、目录查询
客户也可以选择用国家半导体公司的在线目录进行查询，挑选自己感兴趣的分类查看所有符合查询标准的芯片。
评述：四种查询工具扩大了客户的选择范围，节省了客户的时间，方便客户快速查到自己想要的产品信息。
2、快速获得信息和事务功能
功能：建立产品文件夹，公司为每一件产品都设立了文件夹。在产品文件夹中，客户可以找到与此产品相关的所有信息，包括数据表、价格信息、软件仿真、详细的技术说明、可获得性（即什么时候有此产品，以及产品的数量）和定购样品的方法。
因为公司的客户都是任务繁忙的工程师，他们到公司的网站上来，只是想找到他们想要的东西，然后就退出。而并不是休闲的购物。国家半导体公司用严密监控客户网上活动的方法，不断修正网站以节约客户的时间。
评述：通过建立产品文件夹的方式，减少了客户点击无用页面的次数，节约了客户的时间。
3、实时定购和购买功能
功能：增添了“购买资源”网站功能，满足购买人、买主等公司不同客户的需求。
国家半导体公司针对购买人，买主和元件工程师的不同需要，在1998年5月专门建立了的、“购买资源”网站。这个网站包括了与DigiKey、Farnell、Newark和Pioneer（一些国家半导体公司的目录支持者和发行人）公司网站有交互式连接的网站，为客户提供了实时订购和购买功能。
评述：解决了公司不同需求方的需要。
4、电子信件跟踪系统
功能：
（1）、自动精确传送电子邮件
国家半导体公司设计了能自动传送客户电子邮件的控制系统。当客户发出电子邮件后，邮件被送到数据库中，根据邮件的主题信息自动送给公司内合适的部门进行处理。邮件保证在48小时内给出答复。
(2)、自动跟踪系统
客户的一封电子邮件进入公司之后，所有的处理信息被自动跟踪并记录下来。如果收到邮件的人不能处理邮件内的事务或不能给客户满意的答复，这封邮件就会自动传送到能对它进行有效答复的职员那里。
国家半导体公司用8000职员来接受和回答客户提出的问题，而不是仅用少数人来处理这件事。这种自动化的工作流程确保了每个人只需回答自己能负责的那部分问题。而且由于所有的问题和回答都被跟踪并存在数据库中，这样国家半导体公司就能保证客户问题能被很好地答复。
评述：电子邮件自动传送和跟踪系统保证了客户的电子邮件会被快速和准确的得到答复，提高了公司的效率，减少了客户的抱怨。
5、信息反馈系统
功能：分析客户上网信息，提供决策支持
国家半导体公司制作了一套软件，分析每日网上每件产品的查询次数，下载的数据表数量，以及要求的样品数量，同时与公司的实际产品销售建立关联，给公司提供一个什么产品流行，什么产品不流行的“预警系统”。同时从客户电子邮件中得到竞争者产品和促销信息并迅速传送到合适的产品管理者和行销经理手中。
评述：通过分析客户的网上信息，得到客户对产品的评价和竞争对手信息，为公司配置资源和改进服务提供了有利的信息。
6、个性化服务
功能：建立大客户个性化网站，并与实时定购系统连接。
国家半导体公司为公司的大客户设立个性化网站，并把个性化网站与实时定购状态系统连接。客户可以利用这些网站来审查诸如公司合同价格和领先时间的公众信息与所有权信息，也可得到最新的初步产品说明书这样的有价值的信息，浏览与业务相关的白皮书和申请备忘录，以及共享客户工程产品发展状况。
评述：通过建立个性化网站，满足了大客户的不同需要，客户可以通过网站得到自己需要的信息，减少客户的查询时间，增加了客户的满意度。
五、技术风险与解决方案
在网站成立之初，国家半导体公司遇到了很多问题，这些问题主要来自技术方面，下面让我们看看国家半导体公司是如何解决这些问题的。
1、建立统一的信息中心
在国家半导体公司网站成立之初，网站与所有非网络的，基于主机的数据表相连，这在上网人数增多时就产生了问题。于是，国家半导体公司把所有信息都汇集到一台运行上页网络浏览服务器软件的Sun牌服务器上，用跟踪服务器提供备份。并且能与提供因特网服务的网站快速连接。
2、用Java语言编写参数查询引擎
当国家半导体公司确定参数查询引擎为网络所必须的时候，公司与一个名叫Cadis的小公司合作，向其提供“改革资金”，开发基于Java的参数查询引擎。1996年3月，这个引擎开发完成并投入拥有几千个产品信息的数据库中使用。这个查询引擎是世界上第一个商业Java应用软件。
3、把国家因特网和Lotus Notes相连接
国家半导体公司的销售队伍自动化系统是由叫做Ovor Quota的国际MFJ系统改编成的，是基于Lotus Notes的应用软件。它包含了国家半导体公司所有的客户数据库，并跟踪公司内各部门与客户签订的所有合同。Notes（现在叫Domino）是国家半导体公司通过其他公司从网上发送电子邮件的自动化工作流程系统的基础，公司所有推出的产品都用Notes的工作流程和数据库来管理。从这些系统中，渠道销售商和制造业推销员能够判断一件没有推出的新产品的前景和可获得性，并且给出有价值的反馈信息。
4、以焦点报道方式为整个公司播送信息
国家半导体公司也把Lotus Notes当作一种媒介，通过这种媒介从网上收集与产品相关的信息，把这些材料和从制造业申请中得到的信息结合起来，然后产生通过焦点报道播放出去的图表。公司里的所有职员在他们的个人电脑上都有焦点报道播放器，而且他们能调整显示器来显示他们感兴趣的产品或产品目录。
5、为网站发行和网站个人化筹备信息
在运行产品网站两年半后，国家半导体公司发现对不同产品销售商发行、设计、编辑和发送信息的筹备控制需要一种更好的方法。为了解决这个组织上和文件上的管理问题，Gibson选择了Vignette的叙事服务器（Story-Sever）。这种文件管理平台允许国家半导体公司的大账户传送个人化网页。国家半导体公司自己开发的网站建立者（Sitecreator）软件工具允许销售队伍通过一个简单的浏览器接口创建、编辑和维护网页，并且在全世界范围内都能做到这一点。这种具有友好用户界面的工具使用户不需要任何有关HTML脚本、文件结构和连接管理方面的知识。
六、意见与建议
到此为止，对国家半导体公司网站的运行方式进行挑剔似乎很难，但任何初始的事物都有需要改进的地方。下面是国家半导体公司在将来需要改进的地方。
1、增加更多的软件仿真。
虽然目前从国家半导体公司的网站也可以下载软件仿真，但它们中很多只能在专利系统中运行，而且并不是所有的客户都能进入这些系统。网站应该提供许多关于国家半导体公司产品的，基于Java的软件模型和仿真，这样工程师们就能输入他们自己的参数并显示结果。
2、营造社团
当国家半导体公司的客户访问其网站，找到所需要的东西，然后离开后，也同样会去别的公司网站上做同样的事情。客户中很多人都面临同样的设计问题，然后拿出可能对其他设计者有用的解决办法。国家半导体公司应该鼓励客户辩论和缓和技术分歧，以产生更多的网上对话，便于公司改进服务。
3、完善“设计——获得——制造”循环过程。
今天，国家半导体公司固定了其设计循环过程。但是在工程师选择检测一件产品的时间和订购时间之间存在时间间隔，这样就在客户组织——从管理组织到制造组织到购买组织——和国家半导体公司的销售渠道内就产生了缺陷。大多数国家半导体公司的设备通过销售商销售。虽然国家半导体公司在从它的销售渠道中选取信息方面采取了令人瞩目的有效措施，但现在国家半导体公司应该跟踪最终客户从选择设备到获得设备到进行制造的整个商业过程，了解客户遇到的困难，解决公司存在的问题。
七、结束语——国家半导体公司获得的巨大成功
国家半导体公司的网站获得了极大的成功， 通过最近两年半国家半导体公司对设计工程师做的的五项独立的调查结果表明，在设计工程师上网查询产品信息和产品技术的网站之中，国家半导体公司的网站排名第一。每月都有多达50万的工程师上网访问公司网站。有40℅的客户将网站网址作为“书签”，从而说明了网站的重要性。
国家半导体公司通过设立网站极大的方便了顾客，同时降低了公司的运营成本。如果通过公司的电话中心处理多达50万人的问题，可想而知是做不到的，也耗费极大的成本。
国家半导体公司网站的成功之处还表现在公司的大客户把自己的网站纳入他们的企业内部互联网
据美国物理学家组织网报道，美国科学家开发出一种新技术，首次成功地将化合物半导体纳米线整合在硅晶圆上，攻克了用这种半导体制造太阳能电池会遇到的晶格错位这一关键挑战。他们表示，这些细小的纳米线有望带来优质高效且廉价的太阳能电池和其他电子设备。相关研究发表在《纳米快报》杂志上。
Ⅲ―Ⅴ族化合物半导体是指元素周期表中的Ⅲ族与Ⅴ族元素结合生成的化合物半导体，主要包括镓化砷、磷化铟和氮化镓等，其电子移动率远大于硅的电子移动率，因而在高速数字集成电路上的应用比硅半导体优越，有望用于研制将光变成电或相反的设备，例如高端太阳能电池或激光器等。然而，它们无法与太阳能电池最常见的基座硅无缝整合在一起，因此，限制了它们的应用。
每种晶体材料都有特定的原子间距――品格常数(点阵常数)，Ⅲ―Ⅴ族半导体在制造太阳能电池的过程中遭遇的最大挑战一直是，这种半导体没有同硅一样的晶格常数，它们无法整齐地叠层堆积在一起。该研究的领导者、伊利诺伊大学电子和计算机工程教授李秀玲(音译)解释道，当晶体点阵排列不整齐时，材料之间会出现错位。此前，科学家们一般将Ⅲ―Ⅴ族半导体沉积在一个覆盖有一层薄膜的硅晶圆上方，但晶格失配会产生压力从而导致瑕疵，降低所得到设备的性能。
而在最新研究中，科学家们摒弃了薄膜，让一个细小的、排列紧凑的Ⅲ―Ⅴ族化合物半导体组成的纳米线阵列垂直在硅晶圆上生长。科学家们发现了让不同铟、砷、镓组成的Ⅲ―Ⅴ族半导体生长所需要的不同环境。该方法的优势在于，他们可以使用普通的生长技术而不需要特殊的方法让纳米线在硅晶圆上生长，也不需要使用金属催化剂。
――Mary
微电子所“超高频、大功率模块与系统基础问题研究”通过中期评估
日前，在中科院微电子所973项目“超高频、大功率化合物半导体器件与集成技术基础研究”通过中期评估。课题主要开展毫米波大功率数字收发模块的研究，推动系统多学科良性运作，验证超高频、大功率系统模型的准确性，实现超高频数字收发模块的体系构建。在新型化合物半导体功率放大器研究中，课题应用了最新的E／F类功放结合缺陷地结构(DGS)的设计思想，实现了大功率微波功放模块的微型化设计和毫米波系统收发模块的设计，接收机频率35GHz，增益60dB，噪声系数2.8dB；功放频率35GHz，增益45dB，输出功率≥31w，工作电流≤8.2A。课题组还重点开展了泛探多综合任务系统研究，运用高速数据采集和信号处理技术实现泛探多综合任务系统一体化的可重构，可扩充平台建设。
――Mary
关键词：半导体;半导体设备;涂胶显影机;晶圆传送方法;产能计算 文献标识码：A
中图分类号：TN305 文章编号：1009-2374（2016）04-0071-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.04.036
1 概述
半导体设备涂胶显影机是一种将不同工艺制程的机台整合在一起，作为一个整体的制程装备。该设备由载片系统、传送系统和制程系统三部分构成。典型的半导体集束型装备Track机是半导体前道工序设备中黄光区设备之一，其主要功能是光刻胶在晶圆表面的涂敷和显影。随着半导体装备光刻机新技术的发展，光刻机产能也在快速提高，特别是ASML公司的TWINSCAN技术以及未来基于传统TWINSCAN平台的双重曝光等新兴技术的成熟，更进一步提高了光刻机的产能，而涂胶显影设备作为与之协作的连线设备，为了匹配高产能力，半导体生产线也对机器人晶圆传送方法提出了更为严苛的要求。
2 晶圆传送发展历程
晶圆传送方法和集束型装备的布局有很大关系，根据其布局的不同，分为以下两类：
2.1 早期轨道式布局
式中：TPi为单元工艺加工时间;TR为单元间传送时间;Ti为空闲系数。
2.2 改良轨道式布局
早期轨道式装备的产能主要受加工单元布局制约，单元加工时间远大于晶圆传送时间，因此产能瓶颈是单元加工时间，为了平衡单元加工时间，提高主单元的利用率，产生了二代轨道式设备，如图2所示：
产能计算公式：
（2）
式中：TPi为单元工艺加工时间;TR为单元间传送时间;C为一次工作的晶圆数;TPmF为第一片独占设备时间;TPmL为最后一片独占设备时间。
3 复杂型集束设备TRACK的传片结构设计
改良轨道式布局的主单元利用率增加，单个轨道输出产能基本固定，当生产线产能要求很高时，轨道数需要成倍增加，由于是平面设备，空间利用率极低、轨道加工第一片上片和最后一片独占设备时间不能忽略、传送系统效率低下、空闲时间过高等问题突出，因此现在主流设备都采用复杂式布局设备。
复杂型集束设备TRACK，采用立体式设计，传片系统由2个自由度增加到4～5个自由度，可传送单元增加，提高了加工单元的利用率。同时载片系统采用2～4个上片工位，可不间断上片，消除了第一片上片时间带来的产能降低。传片结构如图3所示：
产能计算公式：
（3）
式中：TPi为单元工艺加工时间;TR为单元间传送时间;Tk为调度算法调整系数。
复杂式设备的立体布局，不仅制程单元向堆叠式发展，同时传送系统也由简单线性传送变成了复杂路径择优选择，由于载片系统增加到了4个，每个加工任务（Job）的工艺加工制程顺序由用户配置成加工流程配方（Cluster Recipe），因此传送系统的传送路径选择也必须兼顾多个载片系统同时工作的情况，使得传片的调度必须由专用算法来实现，即传送调度算法。
4 传片调度算法
传片系统调度算法最初产生的目的就是要提高设备使用效率（Uptime，在线时间），提高设备的产能，防止设备发呆情况的发生。
传片调度算法根据不同的机械手（Robot）和缓冲单元（Buffer）确定传送路径，通过循环遍历程序来检查传送路径上的空位，依次进行晶圆配方工艺流程和最佳的传送路径的选择和确定。这种调度算法采用的是实时判断条件、事件/消息驱动的模式，因此又称为实时调度算法。调度流程如图4所示：
其中：“晶圆流片分析”开始分析晶圆工艺配方流程;“最优选择”选择最佳传送路径。“最优选择”即调度算法核心部分。在实时调度算法的基础上，为了满足不同批次工作并行，能得到较好的产能等苛刻情况，增加了单元传送优先级设定、传送时间自优化，机械手取送优先级设定、机械手预移动等方法来提高产能，降低装备应用成本。
5 未来展望
未来的设备研发还在向着更高更多的应用方向发展，对于晶圆产能提高的期望成为客户和工艺共同的目标，进一步地压缩调度算法占用的时间成本，提高调度算法的优化比率，已经是迫切的需求。未来的晶圆传送调度算法，将向着传送时间日志化、显示化、传送路径预生成、传送路径用户自整定的趋势发展。
5.1 传送时间日志化、显示化
晶圆传送调度算法在一个调度周期内的传送时间记录成日志文件，并且将这种日志通过可视的图形方式显示给用户，让用户对特定某次的调度算法有一个直观的认识，这就是调度算法中传送时间的日志化显示化。如图5所示：
图示为具有两个robot、两个工艺单元的集束装备上片过程的传送时间日志文件的图形显示。
5.2 路径预生成
多个传送时间日志文件集合成数据库，在一个调度周期开始前预先根据这些数据库的记录生成传送路径，这种调度周期预生成，预固定的方式，将调度算法由全运算方式更改为查表方式和运算方式的结合，可以节约运算时间，直接提供可借鉴的优化路径选择。结合传送时间日志显示化，能够让用户在生产前就直观地了解到设备中晶圆的传送情况，并且根据数据库记载和当前的情况的对比，可以预测设备的健康状况，确定设备的维护周期和生命周期。另外，由于传送时间日志文件可以应用在同型号的同类设备上，因此这种文件形成的数据库将为设备增添高附加值，提高品牌价值。
5.3 传送路径用户自整定
半导体工艺是半导体行业的核心技术之一，半导体装备制造商的客户都有其独有工艺设计。这些工艺上带来的特定要求将会给传片系统带来不同程度的影响。鉴于这种特定要求是用户核心技术，不但不能推广使用，而且还要求装备制造商为其客户保密，因此允许客户对传送路径的适度修改是比较好的解决办法之一，这样的好处是避免了调度算法因为设计盲区造成装备的某些加工单元较低的利用率，提高了半导体装备对半导体工艺的适应性。由于这种调整完全由客户自主完成，也有利于其核心技术的保护。
关键词：半导体器件物理；教学改革；探索与实践
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）04-0222-03
一、引言
随着全球信息化进程的加快，微电子产业得到了迅速的发展，作为向社会输送技能型人才的高职院校，培养微电子专业学生具备一定理论基础和较强的实践创新能力显得尤为重要。《半导体器件物理》是高职院校微电子专业的一门重要的专业基础课，主要讲授的是半导体特性、PN结原理以及双极型晶体管和MOS型晶体管的结构、工作原理、电学特性等内容，该课程教学的目的是让学生掌握微电子学专业所用的基本器件知识，为学习集成电路工艺和设计打下理论基础。
二、目前课程面临的问题
1.学生的知识基础的不足。要系统而深入地学习《半导体器件物理》课程，一般要求具备量子力学、固体物理及统计物理等前导课程的基础知识。高职院校的学生，虽然是高中起点，但其中有很多文科毕业生，物理、数学基础较差，缺乏现代物理学方面的基本概念和相关理论知识，面对《半导体器件物理》课程的学习，知识上难以顺利衔接。
2.缺乏适合高职学生的教材。高职院校的微电子专业通常起步较晚，目前适合高职教育的《半导体器件物理》教材很少，比较成熟的几乎全部都是本科教材，其基础知识起点较高、数学推导繁杂，内容覆盖太广，不能适应高职学生的需求[1]。
3.教学模式的限制。《半导体器件物理》这门课理论性很强，通常把它定位于纯理论课程，在教学模式上通常以板书为手段，以讲授为主。其实，这门课是一门理论性和实践性并重的专业基础课，要求学生在掌握知识的同时学会科学的思维方法、具备开放的研究能力。但是传统的教学模式对这些能力的培养是一个束缚。
4.教学资源的匮乏。在教学过程中为提高教学效率、增强学生兴趣，强调充分应用现代教育技术和手段。但本课程缺乏直观生动、富有动态变化，切实反映物理过程的辅助用PPT，另外，网络资源很少，学生无法通过现代信息技术手段来实现自主学习。
三、课程教学改革探索与实践
1.编写适合高职学生的教材。基于高职学生的特点和培养高技能应用型人才的目标，在教学内容的选择上应以必须、够用为度，突出基础性、实践性。例如在半导体材料特性这一部分，我们注意和高中物理的衔接，删去K空间、布里渊区等过于艰深内容，增加了原子物理的基本概念，顺利引出能带论。在讲双极和MOS器件时，我们将半导体器件版图的内容渗透到教学内容中，让学生形成基本概念，有利于和《半导体集成电路》、《集成电路版图设计》等课程的衔接；同时引入半导体器件工艺流程，为学习《半导体制造工艺》打下基础，课程的实践性也得以体现。另外，教学过程中的数学推导尽可能简洁或者略去，注重通过图例阐述物理过程，避免学生的畏难情绪。
本课程的内容按照知识内在的逻辑关系，可以分为三个模块。集成电路的设计与制造是围绕着半导体材料特性展开的，是微电子专业课程的基础；PN结原理是双极型晶体管的基础、半导体表面特性是MOS型晶体管的基础；我们把这三块内容确定为基础模块。常规的半导体器件不是双极性型的就是MOS型的，集成电路的基本单元也就是这两种类型的晶体管，这是后续课程学习的关键，也是岗位职业能力的基础。我们把这两块内容定为核心模块。功率器件、太阳能电池、LED属于新兴的产品，对他们的结构原理的介绍也是有必要的，归为拓展模块。教学过程中要夯实基础（模块），突出核心（模块），介绍拓展（模块）。以期打好后续课程的基础，全面培养学生的职业能力。基于上述教学内容选择及组织形式，在多年教学实践的基础上，我们编写了一本文字浅显易懂、图例直观明了、论述明白流畅、数学表达简洁、理论联系实际、内容够用即可的校本教材。通过试用学生反映较好，为教学工作带来极大的便利。目前，教材《半导体器件物理》[2]已由机械工业出版社正式出版。
2.推进理实一体化教学改革。以前，教师通常将这门课当成一门理论课来上，以教师讲课为主，实行的是填鸭式的灌输教育，大部分学生对这种教学模式不感兴趣。笔者以为，《半导体器件物理》这门课是理论性和实践性并重的一门课程。在教学改革中我们将半导体实验嵌入其中，作为理实一体化项目。把原来的验证性实验改变为探究性实验，让学生通过实验现象自行分析研究，发现规律、得出的结论，从而提高学习积极性，增强感性认识，最终达到切实掌握知识的目标。
以PN结的正向特性——肖克莱方程为例，肖克莱方程的引入是个难点，完整的推导至少需要一个课时，作为高职院的学生来说，能听懂的是少数。现在我们讲完正向导通的物理过程之后，运用半导体管特性图示仪测量出PN的正向特性曲线（如图2），然后直接引入肖克莱方程：
I=I■exp■-1
我们根据实测曲线给出理想曲线（如图3）并进行对照，通过对比发现差异，然后介绍阈值电压及其产生机理。这样既避开了烦琐的数学推导，又使得阈值电压的概念能够牢固的掌握。
目前课程运用的理实一体化项目有14个，如表1所示，占约占总课时的30%。
3.采用多元化教学方法。为了帮助克服学生学习“半导体器件物理”课程理论性较强和抽象难懂的困难，我们在实际的教学过程中，多采用启发式和讨论式教学，将理论学习和实践练有机结合起来，增强学生创新思维和参与意识。在课堂教学中，采用启发式教学，注重师生互动，改变以往的灌输教育，使学生真正参与进来，加强他们学习的主动性，提高教学效率。采用讨论式教学可以使学生在学习中由被动变为主动。在课堂上教师提出一些问题，让学生自己查阅相关文献寻找解决的办法。然后就该问题组织学生展开讨论。例如MOS管栅电极两边出现电场峰值，会降低击穿电压，应当怎么改善？在讨论过程中教师总结和点评时，要指出为什么对，为什么错[3]。在教学过程中，课程组设计完成一套多媒体课件，注重反映重要的概念与公式以突出基本概念和基本计算，展示器件等图例，既方便说明问题，又可以减少板书时间，将更多的时间留给学生交流讨论。PPT中还表现了物理现象的变化过程，将抽象理论知识动起来，大大激发了学生的学习热情，加深了学生对理论知识的深刻理解。
4.将版图设计软件引入教学。Cadence virtuoso是一款功能强大的版图设计软件，运用cadence配套的specture仿真工具，也可以对半导体器件进行仿真分析，在这方面cadence软件也有不俗的表现。下面采用该软件对mos特性曲线在不同器件参数下进行量化分析。
图1是标准NMOS器件的特性曲线仿真结果，宽长比为1μm∶1μm；改变其宽长比为1μm∶10μm，特性曲线仿真结果如图2。通过对比让学生理解半导体器件结构参数的改变将造成电学特性的变化，掌握如何合理选择参数的方法。在教学过程中利用版图设计软件来进行仿真，增强了学生的感性认识，有助于学生的对理论知识的理解。同时让学生初步接触专业软件，为后续的《集成电路版图设计技术》等课程打下基础。
5.建立课程网站。目前，课程已建立了网站，将课程信息、教学内容、多媒体课件、课外习题及答案等材料上网。课程网站的设立共享了教学内容，指导学生学习方法，方便学生自主学习。
四、总结与展望
在《半导体器件物理》课程改革的探索实践过程中，我们使用课程组编写的适合高职学生的教材，推进理实一体化的教学模式，在教学过程中恰当的运用启发、讨论等教学方法、制作直观、动态的PPT辅助教学，收到了良好的教学效果，学生在学习过程中的畏难情绪明显减少，主动性得到了显著提升，和往届相比，学习成绩获得一定的提高，后续课程的老师反映学生对基本概念的掌握更为扎实，教学改革获得了初步成效。
目前已建立了《半导体器件物理》课程网站，但是缺乏互动。下一步的设想是：利用学校的Kingosoft高校网络教学平台，创建了《半导体器件物理》教学网站，开展网络化教学。要设立多媒体课件、课程录像、网络资源、交流论坛、课程信息、课外习题、习题解答等栏目，积极拓展学生的学习空间，加强学生之间、教生之间的交流，以期方便不同理论基础的学生进行学习，提高学生的自主学习能力，进一步调动了学习的主观能动性。
参考文献：
[1]陈国英.《半导体器件物理基础》课程教学的思考[J].常州：常州信息职业技术学院学报，2007，（6）.
[2]徐振邦.半导体器件物理[M].北京：机械工业出版社，2013.
[3]李琦，赵秋明，段吉海.“半导体器件物理”的教学探讨[J].南京：电子电气教学学报，2011，（2）.
闪闪发光的座位号码
你碰到过这样的事吗？在电影院里，电影已经开映了，突然，一道耀眼的手电光芒在你旁边摇晃，妨碍着你。可是有什么办法呢？领票员必须帮助迟到的观众找到座位。看完电影你回到了家里，屋子里是这样的黑，于是你不得不小心翼翼地移动着脚步，去摸索门的把手和电灯开关。这时候也许你会想：如果电影院座位上的号码、门的把手、电灯的开关，会在暗中闪闪发光，这该有多么方便啊！
事实上，这种有趣的会在黑暗中闪闪发光的物贸，在苏联已经生产出来了，这就是所谓发光的塑料。
塑料发光，并不是由塑料本身引起的，奥秘在于掺在塑料中的固体发光物质。固体发光对于我们并不是生疏的，在夜光表的表面上，大家就和它见过面了。在制造透明塑料的时候，掺入适量这一类发光物质的细粉，制成的塑料就会闪闪发光了。
用发光塑料来制造电影院座位的号码、门的把手、电灯的开关、厕所的字牌、路标、门牌、电话机、钟表的指针和字盘等等，在晚上就可以给我们带来很大的方便，即使在黑晤的环境中，它也可以使我们一下子找到我们所要去的地方或要找的东西。
不过发光塑料更主要的用途，是制造多种控制设备和仪表上的指针、标线和字盘。
在各种机器的控制室里和车辆、飞机的调度室里，如果仪表的底盘、字标、刻度线、指针等采用了发光塑料，那末晚上也可以将仪表指示的情况，看得一目了然了。有趣的是，发光塑料的发光强度和发光年限，可以随心所欲的调节，这只要改变发光塑料中所含的发光物质的数量和种类就行了。
可以抬着走的房屋
一条色彩鲜艳的救生小艇，在画家手里也许要三、五分钟才能画成，然而在员的制造这种小艇的车间里，这件工作却只要两分钟就做好了。你也许会说“造船哪能比画船快！”那么让我告诉你，制造这种小艇所用的材料和方法吧！这种救生小艇的原料，既不是木材，也不是橡皮，而是一些砂状的颗粒——可发性聚苯乙烯树脂，（泡沫塑料）这种砂状的东西被倒进金属做的小艇模子里加热，冷却以后，打开模子，一只救生小艇就做好了。
说来也真叫人难以相信，一条可以供二十人使用的救生小艇，只有二十五公斤重，一般人都可以将它举起。更有趣的是，这种救生小艇是永远不会沉没的，不论是浪头袭来使艇全部充满了水，或者艇底，有了破洞，小艇都依然能浮在水面。就是在水中一连泡浸两年，它的浮力也不会发生变化。用这种材料，也可以做成较大的不沉的船。当然，那时就不能用模子一下做成，而得用事先做好的一块块“零件”，拼凑成一个船身才行了。
这种聚苯乙烯泡沫塑料的奥秘就在于塑料中加入了一种“发泡剂”，当加热塑制时，发泡剂就发生许多小气泡，于是塑料就象蛋糕一样，变成非常松软了。大量气泡使泡沫塑料的身材轻到惊人的程度，它要比水轻五十倍左右，因而具有惊人的浮力。即使船身充满水再加上乘客的重量，它的平均比重仍比水小得多，这就是它不会下沉的秘诀。
泡沫塑料的软硬，可以按照需要而改变。比如有一类软泡沫塑料，甚至连泡沫橡胶也要自叹不如。在一立方米这种泡沫塑料上，平均地加上四十吨压力，这时它的体积被压成了原有的三分之一，但压力一除去，它又恢复到原有体积的97％左右，而且它不象橡胶那样，会因为“年龄”的增长而发生变脆和龟裂等“老化”现象。另一类硬泡沫塑料，却生得非常结突和坚硬，很象木材，可以耐受相当强度的压力。泡沫塑料具有高超的绝热、隔音、电绝缘性、不透水性等本领，因而有相当一部分泡沫塑料，是作为高级绝热、隔音材料，用于冷藏库、冷藏车、广播电台、电话局、剧院等的建筑中。充满泡沫塑料的三层胶合板或金属薄板，还是飞机和船舶制造中轻便和坚固的结构材料。强大的浮力和不透水性，使泡沫塑料成为制造救生艇、救生圈的良好材料，在渔业上则用以作
浮子。富有弹性的软泡沫塑料，还是最理想的制造弹性座垫的材料，有时也用于精密仪器的包装。
用硬泡沫塑料来制造家俱，既轻便又耐用。有趣的是，它还是临时房屋的绝妙材料。从屋面、墙，一直到门窗、地板，都可以用它装配而成，一间这样的小屋，总共不过几十公斤重，对于那些因为工作而需要“步步为营”的人，搬家时甚至不必将房屋拆除，只要两个人就可以将房屋抬走了。
奇妙的磁铁
磁铁大家都见过。然而近年来出现了一种奇妙的磁铁，这种“磁铁”的外貌和普通磁铁截然不同，和常见的塑料到十分相象。可是如果用它试试吸吸钉子，它到又是道地的磁铁。原来这是一种磁性塑料，是由苏联试制成功的一种特种塑料。
塑料怎么会有磁性呢？秘诀在于，这种塑料中混有金属粉末（软磁铁或钡铁氧体）。将这种塑料（如聚氯乙烯塑料）放在强烈的磁场内一“锻炼”，塑料中的跌粉就会变成一个个小磁极，这样，整个塑料也就变成一块“磁铁”了。
除了磁性以外，磁性塑料仍保留有塑料的各种特性，比如它能任意塑制成各种形状，也可以经窜、铣、刨等加工过程，而不失去磁性。最使人感兴趣的是，普通磁铁如果要做成复杂的，稀奇古怪的形状时，在那些“转弯抹角”的地方，往往是很难磁化的，而磁性塑料却能在任何一点上或任何复杂的外形上磁化。而且它的磁性还能保持得比普通磁铁长一倍的时间。
用磁性塑料来代替普通的磁铁，由于它加工方便和轻巧，因而能使产品变得更轻巧玲珑。
半导体塑料
关键词半导体材料量子线量子点材料光子晶体
1半导体材料的战略地位
上世纪中叶，单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命；上世纪70年代初石英光导纤维材料和GaAs激光器的发明，促进了光纤通信技术迅速发展并逐步形成了高新技术产业，使人类进入了信息时代。超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功，彻底改变了光电器件的设计思想，使半导体器件的设计与制造从“杂质工程”发展到“能带工程”。纳米科学技术的发展和应用，将使人类能从原子、分子或纳米尺度水平上控制、操纵和制造功能强大的新型器件与电路，必将深刻地影响着世界的政治、经济格局和军事对抗的形式，彻底改变人们的生活方式。
2几种主要半导体材料的发展现状与趋势
2.1硅材料
从提高硅集成电路成品率，降低成本看，增大直拉硅（CZ－Si）单晶的直径和减小微缺陷的密度仍是今后CZ－Si发展的总趋势。目前直径为8英寸（200mm）的Si单晶已实现大规模工业生产，基于直径为12英寸（300mm）硅片的集成电路（IC‘s）技术正处在由实验室向工业生产转变中。目前300mm，0.18μm工艺的硅ULSI生产线已经投入生产，300mm，0.13μm工艺生产线也将在2003年完成评估。18英寸重达414公斤的硅单晶和18英寸的硅园片已在实验室研制成功，直径27英寸硅单晶研制也正在积极筹划中。
从进一步提高硅IC‘S的速度和集成度看，研制适合于硅深亚微米乃至纳米工艺所需的大直径硅外延片会成为硅材料发展的主流。另外，SOI材料，包括智能剥离（Smartcut）和SIMOX材料等也发展很快。目前，直径8英寸的硅外延片和SOI材料已研制成功，更大尺寸的片材也在开发中。
理论分析指出30nm左右将是硅MOS集成电路线宽的“极限”尺寸。这不仅是指量子尺寸效应对现有器件特性影响所带来的物理限制和光刻技术的限制问题，更重要的是将受硅、SiO2自身性质的限制。尽管人们正在积极寻找高K介电绝缘材料（如用Si3N4等来替代SiO2），低K介电互连材料，用Cu代替Al引线以及采用系统集成芯片技术等来提高ULSI的集成度、运算速度和功能，但硅将最终难以满足人类不断的对更大信息量需求。为此，人们除寻求基于全新原理的量子计算和DNA生物计算等之外，还把目光放在以GaAs、InP为基的化合物半导体材料，特别是二维超晶格、量子阱，一维量子线与零维量子点材料和可与硅平面工艺兼容GeSi合金材料等，这也是目前半导体材料研发的重点。
2.2GaAs和InP单晶材料
GaAs和InP与硅不同，它们都是直接带隙材料，具有电子饱和漂移速度高，耐高温，抗辐照等特点；在超高速、超高频、低功耗、低噪音器件和电路，特别在光电子器件和光电集成方面占有独特的优势。
目前，世界GaAs单晶的总年产量已超过200吨，其中以低位错密度的垂直梯度凝固法（VGF）和水平（HB）方法生长的2－3英寸的导电GaAs衬底材料为主；近年来，为满足高速移动通信的迫切需求，大直径（4，6和8英寸）的SI－GaAs发展很快。美国莫托罗拉公司正在筹建6英寸的SI－GaAs集成电路生产线。InP具有比GaAs更优越的高频性能，发展的速度更快，但研制直径3英寸以上大直径的InP单晶的关键技术尚未完全突破，价格居高不下。
GaAs和InP单晶的发展趋势是：
（1）。增大晶体直径，目前4英寸的SI－GaAs已用于生产，预计本世纪初的头几年直径为6英寸的SI－GaAs也将投入工业应用。
（2）。提高材料的电学和光学微区均匀性。
（3）。降低单晶的缺陷密度，特别是位错。
（4）。GaAs和InP单晶的VGF生长技术发展很快，很有可能成为主流技术。
2.3半导体超晶格、量子阱材料
半导体超薄层微结构材料是基于先进生长技术（MBE，MOCVD）的新一代人工构造材料。它以全新的概念改变着光电子和微电子器件的设计思想，出现了“电学和光学特性可剪裁”为特征的新范畴，是新一代固态量子器件的基础材料。
（1）Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料。
GaAIAs／GaAs，GaInAs／GaAs，AIGaInP／GaAs；GalnAs／InP，AlInAs／InP，InGaAsP／InP等GaAs、InP基晶格匹配和应变补偿材料体系已发展得相当成熟，已成功地用来制造超高速，超高频微电子器件和单片集成电路。高电子迁移率晶体管（HEMT），赝配高电子迁移率晶体管（P－HEMT）器件最好水平已达fmax=600GHz，输出功率58mW，功率增益6.4db；双异质结双极晶体管（HBT）的最高频率fmax也已高达500GHz，HEMT逻辑电路研制也发展很快。基于上述材料体系的光通信用1.3μm和1.5μm的量子阱激光器和探测器，红、黄、橙光发光二极管和红光激光器以及大功率半导体量子阱激光器已商品化；表面光发射器件和光双稳器件等也已达到或接近达到实用化水平。目前，研制高质量的1.5μm分布反馈（DFB）激光器和电吸收（EA）调制器单片集成InP基多量子阱材料和超高速驱动电路所需的低维结构材料是解决光纤通信瓶颈问题的关键，在实验室西门子公司已完成了80×40Gbps传输40km的实验。另外，用于制造准连续兆瓦级大功率激光阵列的高质量量子阱材料也受到人们的重视。
虽然常规量子阱结构端面发射激光器是目前光电子领域占统治地位的有源器件，但由于其有源区极薄（～0.01μm）端面光电灾变损伤，大电流电热烧毁和光束质量差一直是此类激光器的性能改善和功率提高的难题。采用多有源区量子级联耦合是解决此难题的有效途径之一。我国早在1999年，就研制成功980nmInGaAs带间量子级联激光器，输出功率达5W以上；2000年初，法国汤姆逊公司又报道了单个激光器准连续输出功率超过10瓦好结果。最近，我国的科研工作者又提出并开展了多有源区纵向光耦合垂直腔面发射激光器研究，这是一种具有高增益、极低阈值、高功率和高光束质量的新型激光器，在未来光通信、光互联与光电信息处理方面有着良好的应用前景。
为克服PN结半导体激光器的能隙对激光器波长范围的限制，1994年美国贝尔实验室发明了基于量子阱内子带跃迁和阱间共振隧穿的量子级联激光器，突破了半导体能隙对波长的限制。自从1994年InGaAs／InAIAs／InP量子级联激光器（QCLs）发明以来，Bell实验室等的科学家，在过去的7年多的时间里，QCLs在向大功率、高温和单膜工作等研究方面取得了显着的进展。2001年瑞士Neuchatel大学的科学家采用双声子共振和三量子阱有源区结构使波长为9.1μm的QCLs的工作温度高达312K，连续输出功率3mW.量子级联激光器的工作波长已覆盖近红外到远红外波段（3－87μm），并在光通信、超高分辨光谱、超高灵敏气体传感器、高速调制器和无线光学连接等方面显示出重要的应用前景。中科院上海微系统和信息技术研究所于1999年研制成功120K5μm和250K8μm的量子级联激光器；中科院半导体研究所于2000年又研制成功3.7μm室温准连续应变补偿量子级联激光器，使我国成为能研制这类高质量激光器材料为数不多的几个国家之一。
目前，Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料作为超薄层微结构材料发展的主流方向，正从直径3英寸向4英寸过渡；生产型的MBE和M0CVD设备已研制成功并投入使用，每台年生产能力可高达3.75×104片4英寸或1.5×104片6英寸。英国卡迪夫的MOCVD中心，法国的PicogigaMBE基地，美国的QED公司，Motorola公司，日本的富士通，NTT，索尼等都有这种外延材料出售。生产型MBE和MOCVD设备的成熟与应用，必然促进衬底材料设备和材料评价技术的发展。
（2）硅基应变异质结构材料。
硅基光、电器件集成一直是人们所追求的目标。但由于硅是间接带隙，如何提高硅基材料发光效率就成为一个亟待解决的问题。虽经多年研究，但进展缓慢。人们目前正致力于探索硅基纳米材料（纳米Si／SiO2），硅基SiGeC体系的Si1－yCy/Si1－xGex低维结构，Ge／Si量子点和量子点超晶格材料，Si／SiC量子点材料，GaN／BP／Si以及GaN／Si材料。最近，在GaN／Si上成功地研制出LED发光器件和有关纳米硅的受激放大现象的报道，使人们看到了一线希望。
另一方面，GeSi／Si应变层超晶格材料，因其在新一代移动通信上的重要应用前景，而成为目前硅基材料研究的主流。Si/GeSiMODFET和MOSFET的最高截止频率已达200GHz，HBT最高振荡频率为160GHz，噪音在10GHz下为0.9db，其性能可与GaAs器件相媲美。
尽管GaAs／Si和InP／Si是实现光电子集成理想的材料体系，但由于晶格失配和热膨胀系数等不同造成的高密度失配位错而导致器件性能退化和失效，防碍着它的使用化。最近，Motolora等公司宣称，他们在12英寸的硅衬底上，用钛酸锶作协变层（柔性层），成功的生长了器件级的GaAs外延薄膜，取得了突破性的进展。
2.4一维量子线、零维量子点半导体微结构材料
基于量子尺寸效应、量子干涉效应，量子隧穿效应和库仑阻效应以及非线性光学效应等的低维半导体材料是一种人工构造（通过能带工程实施）的新型半导体材料，是新一代微电子、光电子器件和电路的基础。它的发展与应用，极有可能触发新的技术革命。
目前低维半导体材料生长与制备主要集中在几个比较成熟的材料体系上，如GaAlAs／GaAs，In（Ga）As／GaAs，InGaAs／InAlAs／GaAs，InGaAs／InP，In（Ga）As／InAlAs／InP，InGaAsP／InAlAs／InP以及GeSi／Si等，并在纳米微电子和光电子研制方面取得了重大进展。俄罗斯约飞技术物理所MBE小组，柏林的俄德联合研制小组和中科院半导体所半导体材料科学重点实验室的MBE小组等研制成功的In（Ga）As／GaAs高功率量子点激光器，工作波长lμm左右，单管室温连续输出功率高达3.6～4W.特别应当指出的是我国上述的MBE小组，2001年通过在高功率量子点激光器的有源区材料结构中引入应力缓解层，抑制了缺陷和位错的产生，提高了量子点激光器的工作寿命，室温下连续输出功率为1W时工作寿命超过5000小时，这是大功率激光器的一个关键参数，至今未见国外报道。
在单电子晶体管和单电子存贮器及其电路的研制方面也获得了重大进展，1994年日本NTT就研制成功沟道长度为30nm纳米单电子晶体管，并在150K观察到栅控源－漏电流振荡；1997年美国又报道了可在室温工作的单电子开关器件，1998年Yauo等人采用0.25微米工艺技术实现了128Mb的单电子存贮器原型样机的制造，这是在单电子器件在高密度存贮电路的应用方面迈出的关键一步。目前，基于量子点的自适应网络计算机，单光子源和应用于量子计算的量子比特的构建等方面的研究也正在进行中。
与半导体超晶格和量子点结构的生长制备相比，高度有序的半导体量子线的制备技术难度较大。中科院半导体所半导体材料科学重点实验室的MBE小组，在继利用MBE技术和SK生长模式，成功地制备了高空间有序的InAs／InAI（Ga）As／InP的量子线和量子线超晶格结构的基础上，对InAs／InAlAs量子线超晶格的空间自对准（垂直或斜对准）的物理起因和生长控制进行了研究，取得了较大进展。
王中林教授领导的乔治亚理工大学的材料科学与工程系和化学与生物化学系的研究小组，基于无催化剂、控制生长条件的氧化物粉末的热蒸发技术，成功地合成了诸如ZnO、SnO2、In2O3和Ga2O3等一系列半导体氧化物纳米带，它们与具有圆柱对称截面的中空纳米管或纳米线不同，这些原生的纳米带呈现出高纯、结构均匀和单晶体，几乎无缺陷和位错；纳米线呈矩形截面，典型的宽度为20－300nm，宽厚比为5－10，长度可达数毫米。这种半导体氧化物纳米带是一个理想的材料体系，可以用来研究载流子维度受限的输运现象和基于它的功能器件制造。香港城市大学李述汤教授和瑞典隆德大学固体物理系纳米中心的LarsSamuelson教授领导的小组，分别在SiO2／Si和InAs／InP半导体量子线超晶格结构的生长制各方面也取得了重要进展。
低维半导体结构制备的方法很多，主要有：微结构材料生长和精细加工工艺相结合的方法，应变自组装量子线、量子点材料生长技术，图形化衬底和不同取向晶面选择生长技术，单原子操纵和加工技术，纳米结构的辐照制备技术，及其在沸石的笼子中、纳米碳管和溶液中等通过物理或化学方法制备量子点和量子线的技术等。目前发展的主要趋势是寻找原子级无损伤加工方法和纳米结构的应变自组装可控生长技术，以求获得大小、形状均匀、密度可控的无缺陷纳米结构。
2.5宽带隙半导体材料
宽带隙半导体材主要指的是金刚石，III族氮化物，碳化硅，立方氮化硼以及氧化物（ZnO等）及固溶体等，特别是SiC、GaN和金刚石薄膜等材料，因具有高热导率、高电子饱和漂移速度和大临界击穿电压等特点，成为研制高频大功率、耐高温、抗辐照半导体微电子器件和电路的理想材料；在通信、汽车、航空、航天、石油开采以及国防等方面有着广泛的应用前景。另外，III族氮化物也是很好的光电子材料，在蓝、绿光发光二极管（LED）和紫、蓝、绿光激光器（LD）以及紫外探测器等应用方面也显示了广泛的应用前景。随着1993年GaN材料的P型掺杂突破，GaN基材料成为蓝绿光发光材料的研究热点。目前，GaN基蓝绿光发光二极管己商品化，GaN基LD也有商品出售，最大输出功率为0.5W.在微电子器件研制方面，GaN基FET的最高工作频率（fmax）已达140GHz，fT=67GHz，跨导为260ms／mm；HEMT器件也相继问世，发展很快。此外，256×256GaN基紫外光电焦平面阵列探测器也已研制成功。特别值得提出的是，日本Sumitomo电子工业有限公司2000年宣称，他们采用热力学方法已研制成功2英寸GaN单晶材料，这将有力的推动蓝光激光器和GaN基电子器件的发展。另外，近年来具有反常带隙弯曲的窄禁带InAsN，InGaAsN，GaNP和GaNAsP材料的研制也受到了重视，这是因为它们在长波长光通信用高T0光源和太阳能电池等方面显示了重要应用前景。
以Cree公司为代表的体SiC单晶的研制已取得突破性进展，2英寸的4H和6HSiC单晶与外延片，以及3英寸的4HSiC单晶己有商品出售；以SiC为GaN基材料衬低的蓝绿光LED业已上市，并参于与以蓝宝石为衬低的GaN基发光器件的竟争。其他SiC相关高温器件的研制也取得了长足的进步。目前存在的主要问题是材料中的缺陷密度高，且价格昂贵。
II－VI族兰绿光材料研制在徘徊了近30年后，于1990年美国3M公司成功地解决了II－VI族的P型掺杂难点而得到迅速发展。1991年3M公司利用MBE技术率先宣布了电注入（Zn，Cd）Se／ZnSe兰光激光器在77K（495nm）脉冲输出功率100mW的消息，开始了II－VI族兰绿光半导体激光（材料）器件研制的。经过多年的努力，目前ZnSe基II－VI族兰绿光激光器的寿命虽已超过1000小时，但离使用差距尚大，加之GaN基材料的迅速发展和应用，使II－VI族兰绿光材料研制步伐有所变缓。提高有源区材料的完整性，特别是要降低由非化学配比导致的点缺陷密度和进一步降低失配位错和解决欧姆接触等问题，仍是该材料体系走向实用化前必须要解决的问题。
宽带隙半导体异质结构材料往往也是典型的大失配异质结构材料，所谓大失配异质结构材料是指晶格常数、热膨胀系数或晶体的对称性等物理参数有较大差异的材料体系，如GaN／蓝宝石（Sapphire），SiC／Si和GaN／Si等。大晶格失配引发界面处大量位错和缺陷的产生，极大地影响着微结构材料的光电性能及其器件应用。如何避免和消除这一负面影响，是目前材料制备中的一个迫切要解决的关键科学问题。这个问题的解泱，必将大大地拓宽材料的可选择余地，开辟新的应用领域。
目前，除SiC单晶衬低材料，GaN基蓝光LED材料和器件已有商品出售外，大多数高温半导体材料仍处在实验室研制阶段，不少影响这类材料发展的关键问题，如GaN衬底，ZnO单晶簿膜制备，P型掺杂和欧姆电极接触，单晶金刚石薄膜生长与N型掺杂，II－VI族材料的退化机理等仍是制约这些材料实用化的关键问题，国内外虽已做了大量的研究，至今尚未取得重大突破。
3光子晶体
光子晶体是一种人工微结构材料，介电常数周期的被调制在与工作波长相比拟的尺度，来自结构单元的散射波的多重干涉形成一个光子带隙，与半导体材料的电子能隙相似，并可用类似于固态晶体中的能带论来描述三维周期介电结构中光波的传播，相应光子晶体光带隙（禁带）能量的光波模式在其中的传播是被禁止的。如果光子晶体的周期性被破坏，那么在禁带中也会引入所谓的“施主”和“受主”模，光子态密度随光子晶体维度降低而量子化。如三维受限的“受主”掺杂的光子晶体有希望制成非常高Q值的单模微腔，从而为研制高质量微腔激光器开辟新的途径。光子晶体的制备方法主要有：聚焦离子束（FIB）结合脉冲激光蒸发方法，即先用脉冲激光蒸发制备如Ag/MnO多层膜，再用FIB注入隔离形成一维或二维平面阵列光子晶体；基于功能粒子（磁性纳米颗粒Fe2O3，发光纳米颗粒CdS和介电纳米颗粒TiO2）和共轭高分子的自组装方法，可形成适用于可光范围的三维纳米颗粒光子晶体；二维多空硅也可制作成一个理想的3－5μm和1.5μm光子带隙材料等。目前，二维光子晶体制造已取得很大进展，但三维光子晶体的研究，仍是一个具有挑战性的课题。最近，Campbell等人提出了全息光栅光刻的方法来制造三维光子晶体，取得了进展。
4量子比特构建与材料
随着微电子技术的发展，计算机芯片集成度不断增高，器件尺寸越来越小（nm尺度）并最终将受到器件工作原理和工艺技术限制，而无法满足人类对更大信息量的需求。为此，发展基于全新原理和结构的功能强大的计算机是21世纪人类面临的巨大挑战之一。1994年Shor基于量子态叠加性提出的量子并行算法并证明可轻而易举地破译目前广泛使用的公开密钥Rivest，Shamir和Adlman（RSA）体系，引起了人们的广泛重视。
所谓量子计算机是应用量子力学原理进行计的装置，理论上讲它比传统计算机有更快的运算速度，更大信息传递量和更高信息安全保障，有可能超越目前计算机理想极限。实现量子比特构造和量子计算机的设想方案很多，其中最引人注目的是Kane最近提出的一个实现大规模量子计算的方案。其核心是利用硅纳米电子器件中磷施主核自旋进行信息编码，通过外加电场控制核自旋间相互作用实现其逻辑运算，自旋测量是由自旋极化电子电流来完成，计算机要工作在mK的低温下。
这种量子计算机的最终实现依赖于与硅平面工艺兼容的硅纳米电子技术的发展。除此之外，为了避免杂质对磷核自旋的干扰，必需使用高纯（无杂质）和不存在核自旋不等于零的硅同位素（29Si）的硅单晶；减小SiO2绝缘层的无序涨落以及如何在硅里掺入规则的磷原子阵列等是实现量子计算的关键。量子态在传输，处理和存储过程中可能因环境的耦合（干扰），而从量子叠加态演化成经典的混合态，即所谓失去相干，特别是在大规模计算中能否始终保持量子态间的相干是量子计算机走向实用化前所必需克服的难题。
5发展我国半导体材料的几点建议
鉴于我国目前的工业基础，国力和半导体材料的发展水平，提出以下发展建议供参考。
5.1硅单晶和外延材料硅材料作为微电子技术的主导地位
至少到本世纪中叶都不会改变，至今国内各大集成电路制造厂家所需的硅片基本上是依赖进口。目前国内虽已可拉制8英寸的硅单晶和小批量生产6英寸的硅外延片，然而都未形成稳定的批量生产能力，更谈不上规模生产。建议国家集中人力和财力，首先开展8英寸硅单晶实用化和6英寸硅外延片研究开发，在“十五”的后期，争取做到8英寸集成电路生产线用硅单晶材料的国产化，并有6～8英寸硅片的批量供片能力。到2010年左右，我国应有8～12英寸硅单晶、片材和8英寸硅外延片的规模生产能力；更大直径的硅单晶、片材和外延片也应及时布点研制。另外，硅多晶材料生产基地及其相配套的高纯石英、气体和化学试剂等也必需同时给以重视，只有这样，才能逐步改观我国微电子技术的落后局面，进入世界发达国家之林。
5.2GaAs及其有关化合物半导体单晶材料发展建议
GaAs、InP等单晶材料同国外的差距主要表现在拉晶和晶片加工设备落后，没有形成生产能力。相信在国家各部委的统一组织、领导下，并争取企业介入，建立我国自己的研究、开发和生产联合体，取各家之长，分工协作，到2010年赶上世界先进水平是可能的。要达到上述目的，到“十五”末应形成以4英寸单晶为主2－3吨／年的SI－GaAs和3－5吨／年掺杂GaAs、InP单晶和开盒就用晶片的生产能力，以满足我国不断发展的微电子和光电子工业的需术。到2010年，应当实现4英寸GaAs生产线的国产化，并具有满足6英寸线的供片能力。
5.3发展超晶格、量子阱和一维、零维半导体微结构材料的建议
（1）超晶格、量子阱材料从目前我国国力和我们已有的基础出发，应以三基色（超高亮度红、绿和蓝光）材料和光通信材料为主攻方向，并兼顾新一代微电子器件和电路的需求，加强MBE和MOCVD两个基地的建设，引进必要的适合批量生产的工业型MBE和MOCVD设备并着重致力于GaAlAs／GaAs，InGaAlP／InGaP，GaN基蓝绿光材料，InGaAs／InP和InGaAsP／InP等材料体系的实用化研究是当务之急，争取在“十五”末，能满足国内2、3和4英寸GaAs生产线所需要的异质结材料。到2010年，每年能具备至少100万平方英寸MBE和MOCVD微电子和光电子微结构材料的生产能力。达到本世纪初的国际水平。
宽带隙高温半导体材料如SiC，GaN基微电子材料和单晶金刚石薄膜以及ZnO等材料也应择优布点，分别做好研究与开发工作。
（2）一维和零维半导体材料的发展设想。基于低维半导体微结构材料的固态纳米量子器件，目前虽然仍处在预研阶段，但极其重要，极有可能触发微电子、光电子技术新的革命。低维量子器件的制造依赖于低维结构材料生长和纳米加工技术的进步，而纳米结构材料的质量又很大程度上取决于生长和制备技术的水平。因而，集中人力、物力建设我国自己的纳米科学与技术研究发展中心就成为了成败的关键。具体目标是，“十五”末，在半导体量子线、量子点材料制备，量子器件研制和系统集成等若干个重要研究方向接近当时的国际先进水平；2010年在有实用化前景的量子点激光器，量子共振隧穿器件和单电子器件及其集成等研发方面，达到国际先进水平，并在国际该领域占有一席之地。可以预料，它的实施必将极大地增强我国的经济和国防实力。
Best Buy Co.首席执行官Brad Anderson表示，为了用储存容量更大的新型光盘取代DVD技术，现已引发了两种主要格式之争，随之而来的市场竞争对两大阵营内的公司以及用户都将非常不利。“行业内没有一种标准格式，这给行业自身带来的损害是不可估量的。” Brad说，“两种无法兼容的格式对消费者来说无疑是一个恶梦。”
蓝光、HD-DVD与普通的DVD光盘在存储容量上的区别是巨大的。尽管这两种新的格式都有不少优点，但是支持它们的公司却无法对统一的格式标准达成一致，双方都摆出一副让消费者决定孰输孰赢的态势，就像上个世纪八十年代VHS和Betamax之间的录影机之争一样。
2005年，赢家与输家
2005年，对于IT行业而言，无尽的纷争和变数充斥其间，是好是坏，我们都不能枉下定论。PC World让业界专家评选出了本年度的赢家和输家。
Google是其中的一个赢家，在2005年，无论你需要一个巨大的免费邮件账户、博客、卫星地图还是检索图书，Google都可以提供强大的支持，它提供了一个几乎无所不能的海量数据库。但Google同时也是一个输家，作为拥有强大计算能力、智力资源和雄厚资金的企业，它的发展开始受到阻碍，例如，它被美国出版人联盟，并被黑客当作工具。Google似乎在自己涉足的每一个领域都充满了野心，并希望成为垄断巨头――这曾经被称为“微软综合症”，并让很多人感到威胁。
芯片行业跨入后硅时代？
在日前的国际半导体路线图报告中，预测芯片行业将会跨入“后硅时代”，这份报告是由欧洲、日本、韩国、中国台湾省以及美国的半导体行业协会共同参与编写而成的，被视作为半导体行业的风向标。
这几年，半导体行业不断找到将传统晶体管变得更小的方法，这样就可以在一个芯片上放入更多晶体管，从而增加处理能力和容量。目前，最小的晶体管只是一把分子束，研究人员正在用除硅之外的其它材质（包括有机分子和碳纳米管）做实验，试图找到更合适的替代物。专家预测，芯片行业过渡到新纳米技术的时间大约在2015年，那时芯片制造商将会竭尽全力缩小计算机、通讯以及消费者电子行业的处理器、存储设备线缆的尺寸。
ISMI称：芯片产业能源浪费严重
在玻璃上制造出柔性太阳能电池
传统的太阳能电池仍主打晶硅技术。几年前，硅太阳能电池板的成本为4美元/瓦。该研究领域的“带头大哥”之一、澳大利亚新南威尔士大学的马丁·格林教授曾经宣称，硅太阳能电池板的成本永远不可能低于1美元/瓦。但现在，他表示：“成本已下降到约50美分/瓦了，而且还有可能降至36美分/瓦。”
美国能源部设置的目标是，到2020年低于1美分/瓦，这一目标不仅仅指太阳能电池板的成本，而是就整个太阳能电池板安装系统而言。格林认为太阳能产业有可能提前完成这一目标。届时，太阳能的直接成本有望降至6美分/千瓦时，比新的天然气发电厂的供能成本还低。太阳能的总成本则因包括弥补太阳光的间歇性特征而制造的设施的成本，当然会更高，但精确地高多少取决于电网中有多少太阳能等因素。
硅太阳能产业的各个机构一直在想方设法削减成本并提高太阳能电池板的能量产出。上世纪90年代，格林的实验室制造出了一款转化率创纪录的太阳能电池，其记录一直坚挺地保持至今。为了获得这一转化记录，格林不得不使用昂贵的石印技术来制造精细的电线以收集太阳能电池提供的电流。但技术的稳步发展使科学家们现在能用屏幕印刷术制造出精细的电线。最近的研究表明，屏幕印刷术能制造出宽度仅为30微米的电线，与格林电线的宽度差不多，但成本要低很多。
格林表示，这一技术和其他技术联合，有望使人们能更便宜且更方便地在生产线上复制他的高效率太阳能电池。已有公司研发出了制造太阳能电池前端金属触点的技术，不过，后端电子触点的设计更困难，但他希望能有公司想出办法。
无独有偶，美国国家可再生能源实验室（NREL）已在一种新类型的玻璃（由康宁公司制造的超薄高度弯曲玻璃）上制造出了一款柔性太阳能电池。他们制造出的这款薄膜碲化镉太阳能电池是目前唯一一款可以在大规模生产上与传统硅太阳能电池相抗衡的太阳能电池。现在，这样的太阳能电池只能成批制造（硅太阳能电池也是如此），但能在一块可弯曲的玻璃上将其制造出来提供了一种可能性，那就是，可以持续不断地采用卷对卷的方式将其制造出来（就像打印报纸一样），因而可以通过增加产量来减少成本。
“双面娇娃”让太阳光无处可逃
格林以前的学生兼同事赵建华（音译），也是中国太阳能电池板制造企业中电光伏（China Sunergy）的联合创办人。赵建华上周宣布，他正在为一种前后两面都能吸收太阳光的“双面太阳能”电池建造一条试验性的生产线。这种太阳能电池的基本理念是，在白天的大部分时段，落在地面上一排排太阳能电池板之间的太阳光被反射到太阳能电池板背面，这些光有望被吸收利用，从而增加能量产出。这项研究尤其适用于沙漠地带，因为此处太阳光的反光能力非常强。单面太阳能电池板可产生340瓦的电力；而双面太阳能电池板则有望高达400瓦。赵建华希望这些太阳能电池板在一年内能将产出的能量提高20%。
这样的太阳能电池板可能会像篱笆一样被垂直安装，这样，太阳能电池板的一面在早上吸收太阳光；另一面则在下午吸收太阳光，这就使得弹丸之地上都可以安装这种太阳能电池板，例如，可以将它们作为高速公路的噪声障。而且，这种布局策略的优势有望在尘沙弥漫的地方得以彰显。中东的很多地方似乎是这种太阳能电池板的理想归宿，因为，尽管这些地方的日照特别强烈，但频繁爆发的沙尘暴会让能源产出缩水。垂直安装的太阳能电池板不会给灰尘提供“安身立命之所”，因此有望让整个太阳能系统变得更经济可行。
半导体“伴侣”或让硅太阳能电池的效率翻倍
今日电子：请您谈谈对2008年全球电源管理市场的看法?2008年的中国电源管理市场又是怎样的情况?
凌力尔特公司电源产品部产品市场总监TonyArmstrong：就半导体和电子产品而言，不管在哪里，2008年都将因两极分化而留在人们的记忆中。回顾2008年，看看哪些事情做对了、哪些事情没有按计划进行、哪些是我们无法控制的，这是很有用的。
就凌力尔特公司而言，我们在2005年就预测，对消费电子产品的需求不可能继续快速增长。当时，我们不知道这个泡沫何时破灭，但是2008年后期问题确实发生了。目前的经济动荡是全球性事件，没有哪一个市场或大陆可以幸免。在这种环境中，人们在支出方面出现了巨大变化，消费市场正在经历巨变。而凌力尔特公司已经逐步减轻了对消费电子产品的依赖，在这一市场的销售收入仅占我们总体销售收入很小的一部分。
也是在几年前，我们预测，汽车中的电子产品会稳步增加，混合型和全电动汽车进一步促进了这种增长。不过，我们没有预料到引起消费信贷枯竭的金融危机，这导致新车销售萎缩。展望未来，汽车中的电子产品将继续大幅增加，而且随着时间推移，全球汽车市场将反弹。
安森美半导体公司汽车及电源产品部高级副总裁兼总经理Andy Williams：2008年电源管理市场保持着强劲的势头，直至下半年因全球经济受金融危机大幅影响而有变化。
很明显，自2008年9月终端消费需求开始下降之后，电源管理市场就开始减缓。然而，我们看到，在这之前，笔记本电脑、手机和液晶电视的增长势头都很好。在2008年上半年，这些产品的需求非常稳定，产品型号的更新换代也非常明显。对这些墙式插座供电或充电的产品来说，人们对更高能效的需求很大程度上推动了电源管理器件的发展。在去年上半年，随着石油、天然气及其他能源价格的飙升，能源变成了更加珍贵的日用品，这使得高能效电源管理与日重要。
美信公司便携式消费产品事业部总监Tony Lai：我主要负责手持消费电子产品，包括了普通手机和智能手机，这个市场在2008年第四季度之前都是健康增长的。针对此市场，我们在2008年主推不以牺牲可靠性和性能为代价的高集成度、小体积解决方案。众所周知，智能手机非常消耗电池电量。为此，芯片组提供商通过增加动态电压管理功能来降低CPU核心电压。而手持设备制造商则将电源轨分割成不同的功能区以便能增强灵活性和节能性。这些，都需要高性能电源管理解决方案的支持。
智能手机曾是北美和欧洲手机制造商手中的珍宝。但几个智能手机制造商在2008年尝试转型，他们不再做OEM，有的开始自有品牌建设，技术积累较多的则转型为ODM。他们过去只青睐分立式LDO、DC／DC和LED驱动器。但是在2008年末，他们开始转向使用电源管理芯片。
今日电子：半导体行业在2009年的整体市场前景不甚乐观，请问贵公司对2009年的电源管理市场有何看法?会采取什么策略?
Tony Armstrong：无论目前的市场情况看起来多么无望，半导体市场仍将继续存在，这一市场未来将继续增长。这个观念必须成为公司在这种具有挑战性的时期管理业务的指导原则。近期，公司需要对市场现实做出反应，调整产出和支出以适应目前的销售预测。
在这种时期，我们的客户也许降低产出，但是将继续投资新产品和新产品开发。创新将给半导体市场带来增长，尤其是模拟半导体市场。就推出新产品、成为产品最先上市的公司并拥有以新兴增长市场为目标的产品而言，现在是最佳时机。
凌力尔特公司感兴趣的关键增长市场包括：
汽车――目前，所有汽车制造商都在经历销售下滑并正在采取行动降低产出和支出。但是也有很多汽车公司有积极的开发计划，他们将大幅增加新车中的电子产品。他们预测，在未来几年，汽车电子产品将增长2～3倍。这意味着，电子产品销售将继续增长，而不受每年销售的汽车数量的影响。
因此，我们将保持当前的发展方向不变，继续向汽车领域提供新产品和销售工程支持。此外，世界上每一个主要汽车制造商现在都在研究混合型汽车，这类汽车中将增加更多电子产品。我们已经推出并正在开发面向这一市场的产品。
绿色增长市场――任何以节能或能量获取与保存为目标的产品都将有增长机会，而且不受当前市场情况的影响。能量成本和对环境的关注以及需要延长移动设备的电池寿命已引起对多种应用电源优化的关注。我们的高效率能量转换产品使客户能够更高效率地转换电能、消耗更低的功率并延长电池寿命。
通信基础设施――无线系统的激增在用于无线和网络基础设施的产品方面继续为凌力尔特公司带来极大的市场机会。我们的高速数据转换器和高频产品为下一代蜂窝基站而设计，热插拔和以太网供电产品在网络系统中继续得到大量采用。
工业市场――广阔的工业市场继续提供一个可靠的业务核心。尽管这个市场预期不会像其他一些增长市场增长得那么快，但是工业市场有点更加不受市场波动的影响。
凭借创新性产品和专注的战略，我预期，凌力尔特公司的增长速度将继续高于模拟半导体市场的整体增长速度。业界分析师现在预计，半导体行业增长将放缓。但是最新数字仍然提供了乐观的理由。WFTS的目前市场增长数字显示，估计2008年达到376亿美元的模拟IC市场到2011年将增长到407亿美元。
最后，我认为，凌力尔特公司的客户战略、市场和地域多样化也将成为防止受目前市场状况影响的方法，并为未来的销售收入增长提供了一个渠道。
Andy Williams：我们确实同意2009将是难以预测的一年，对于半导体市场而言，即便是最乐观的预测，也是在颇低水平。积极地看，电源管理产品几乎适用于电子产业的所有领域，所以，好消息是我们不会看到电源管理市场依赖于任何单一市场的成功或是下滑。因此，就像分散投资一样，我们可能看到电源管理市场会有更好的投资回报。
我们认为，总体的消费需求在2009年将持续谨慎和缺乏生气。世界各地的消费者及产业将会恰如所需地消费。我们不预期酌情式或“想要式”消费的需求会增加。然而，我们看到越来越明显的趋势，那就是消费者会购买更高能效的终端产品。能源使用已成为终端产品成本结构中更重要的考量，因此，最高能效产品会持续受到重视及拓展，例如 手机、笔记本电脑、上网本(Netbook)等便携产品将继续注重电池寿命。
在汽车市场，我们将不断看到混合动力及电动汽车在2009年会极加速的发展。尽管能源成本下降，但我们认为这个趋势将是短期性的。未来几年随着垒球经济的复苏，能源成本将继续提升。这种更长期的趋势将为汽车制造商提供机遇，让他们领先于需求曲线，更着重设计及生产能效更高的汽车。无污染(或降低污染的)汽车也将是更长期的趋势。这些趋势将不断推动研发更长使用时间的电池，并增加汽车中的电子成分。随着汽车变得更轻更高效，汽车中的电子成分将激增。
安森美半导体在高能效带动的电源管理领域拥有极佳的优势地位。我们不断开发注重节电及节能的产品，以用于计算、消费、汽车和照明等市场。我们的策略是在自己的重点市场，持续与该等领域中世界最多产的客户合作，推出采用我们半导体元器件的最创新解决方案。
凭借推出领先的技术，同时审慎地管理我们的业务，我们期望可把全球经济对我们业务的影响减至最低，并扩大我们的市场份额。
Tony Lai：确实，整个市场在下滑。但是Maxim公司依然在技术，产品性能和产能上保持领先。Maxim公司会继续提供满足高端和低端手机电源管理需求的高集成度、高性能产品。通过产品的差异化，Maxim公司会帮助关键手机制造商赢得市场份额。
今日电子：LED在最近几年取得了非常大的成功，您认为LED驱动器技术在2009年会有突破吗?贵公司在这方面有什么打算?
Tony Armstrong：就LED应用而言，2008年对很多模拟IC供应商的主流业务来说是关键的一年。在这一年中，LED本身满足了一些关键性能标准的要求，这将导致对LED驱动器集成电路需求的极大增长，LED驱动器集成电路是在各种最终应用中为LED供电所必需的器件。
通过研究几种将促进LED驱动器IC从目前的萌芽阶段进入加速增长阶段的因素，可以发现，LED将迅速成为一种主流照明源。汽车照明、LED光输出、LED成本因素和它们作为白炽灯替代物的潜在用途是这些主要驱动因素中的4种。以下将更详细地说明这4种因素。
汽车前灯――奥迪是第一个在汽车中使用LED前灯的汽车制造商。其组装中含有两个低光束前灯(作为主要功能)，是由两个LED阵列组成，每个都有4个有源组件。就高光束前灯而言，一个由4个LED组成的阵列位于邻近低光束阵列的地方。在1A电流时，每个LED阵列都实现了600Lm的光通量。这种组装作为选项提供给2008车型中的R8豪华跑车。不过，大众、雷克萨斯和凯迪拉克在2009车型中都已提供了这种LED前灯。
LED光输出――大功率LED的光输出已经达到了100Lm／W这个具有里程碑意义的关键数字，而有些制造商称自己已经达到120Lm／W。这意味着，就能量转换效率而言，LED现在已经超过了CFL(80Lm／W)。人们进一步预测，到2012年，LED将达到150Lm／W输出。此外，考虑到目前对“绿色”的关注，LED不像CFL那样含有任何有害材料。
这具有重要意义，因为美国能源部已经宣布，照明消耗22％的美国发电量。广泛使用LED照明可以将这种消耗降低一半。我们可以这样正确理解这一点：到2027年，LED照明能减少的年度能量使用量相当于5亿桶石油，同时还伴随着二氧化碳排放量的降低。
LED成本因素――LED照明的成本已经非常迅速地下降了。Polybrite(一家采用LED技术的照明产品领先制造商)指出：在过去的12个月里，个别白光二极管的价格已经从8美元降至1.50美元。该公司进一步预测，到2009年的某个时间，取代白炽灯的LED灯价格将达到消费者可以接受的水平。
LED可以取代白炽灯――Cree(一家北美芯片制造商，其芯片用在很多不同中至大功率的LED中)声称已经设计出了一种发光芯片，能使LED灯产生可与美国家庭广泛使用的75W白炽灯相比较的光。为了能输出这么强的光，这种LED芯片需要4A电流。
安森美半导体Catalyst产品部市场营销副总裁Scott Brown：LED得以再走向成功，是因为它们能够以极少的电能消耗输出最强的光，所以LED是当前市场上最高效的照明元件。我们预期LED在标志、背光、通用及汽车照明等领域继续扩展其应用空间。随着应用范围及实际使用的扩张，成本一般会随着经济规模性而下降。一旦成本下降，应用会持续扩展。这对所有创新元器件及产品而言，都是激动人心的增长周期。LED将可能应用于几乎所有基于照明的应用。相应地，安森美半导体将继续支持LED电源管理应用，生产多样化的元件驱动LED及调光。我们的产品也将着重于LED的终端使用及应用，使我们能够开发结合现有及未来产品的解决方案。
我们预计流明每瓦数不断提升的LED技术在2009年将继续向前推进。安森美半导体的策略是扩充已有的LED驱动器产品阵容(包括电荷泵型及电感型驱动器)，使我们能够满足宽广市场范围的客户需求，从小型显示屏和便携设备到大型显示屏背光，以及通用、照明、汽车照明和标志等，不一而足。
此外，3G手机毫无疑问会使得互连网接入业务不断扩张，而这会驱使触摸屏3G手机的更普及。这些较大的屏幕需要更多的LED电源来为它们背光，而当用于浏览互联网或播放媒体文档时，还需要保持较长时间段的背光。这意味着它们需要极高能效的LED背光。安森美半导体屡获殊菜的四模(Quad-Mode)LED驱动器仍是当今市场上背光应用的最高效、最高性价比的电荷泵型驱动器。我们的策略之一就是以这极高效率的解决方案来配合3G市场的发展。
Tony Lai：Maxim公司有高性能的电荷泵和电感式升压LED驱动器。我们认为，2009年便携消费市场最明显的趋势就是：更大的显示器(多背光电源导致高效率需求)，智能化显示屏(需要多功能和智能特性)，更高的拍摄图像质量(需要更大亮度的相机闪光灯)。
今日电子：对中国市场来说，2009年是3G通信元年，有关这方面的电源管理产品需求也会加大。请谈谈贵公司在这方面的策略。 Tony Armstrong：在很多3G基站中，空间和冷却设备很有限。因此，就任何POL转换器而言，既紧凑、高效又具有低静态电流以满足新的“绿色”标准要求是极端重要的。此外，很多微处理器和数字信号处理器都需要一个内核电源和一个I／O电源，这些电源在启动时必须排序。设计师必须考虑在加电和断电操作时，内核和I／O电压源的相对电压和时序，以满足制造商的性能规格 要求。
此外，功率密度给电源设计师带来了新的重大挑战。一般情况下，要求这些设计师实现高于90％的转换效率，以限制电源中的功耗量和温度上升。因此，一个设计的热性能尤其重要。另外，这些电源必须具有卓越的输出纹波和瞬态响应，同时限制所需的外部电容量，以减小电源设计的总体尺寸。
自20世纪90年代中期开始，凌力尔特公司一直在生产既具有高效率转换又具有低静态电流的电源管理IC。凌力尔特公司在很多电源管理IC中纳入了突发模式(Burst ModeTM)技术。这种技术最大限度地降低了该类IC在备用模式时自身所需的电流。在很多情况下，这种备用静态电流低至10～20μA。
就数字电源作为传统模拟电源解决方案的替代方案而言，普遍接受的数字电源含意是，使用分时PWM控制环路来实现电源转换和调节。数字PWM解决方案几乎总是带来额外的功能、复杂性和成本问题。因为数字方法尚未展现与今天先进的模拟电源系统不相上下的性能，因此我们相信，在短期内数字电源不会成为一个影响通信电源市场的重大因素。
Andy Williams：3G再一次为全球消费者带来他们所需要增加的功能。随着更多功能的增添，更多的元器件功能和模块也随之增加。相应地，电能消耗也在增加，因此对电池电量的需求更高。因此，安森美半导体的策略是以最少的耗电量提供取悦消费者功能的元器件，以尽可能高的能效来转换及管理电池电能。安森美半导体产品的电流消耗将越来越低，我们的元器件将更加高效地把电池电能转换为更先进通信和处理芯片可用的电压电平。
此外，我们还有极广的基础设备产品系列，用于诸如3G等全球性网络。安森美半导体制造多元化的工业及通信元器件，它们不仅处理基础设施所要求的电能，并且其处理方式不会干扰通信设备本身的敏感信号。因此，安森美半导体已经在基础设施及终端设备市场稳占席位，使我们成为重量级的供应商，能很好地服务于3G在全球的繁衍。
Tony Lai：高效率的PA电源管理会延长手机电池寿命。美信公司能提供高性能PA DC／DC，其专为高端智能手机制造商设计。
今日电子：除了上文谈到的LED驱动，3G通信外，电源管理厂商在09年还能找到哪些新的市场切入点?
Tony Armstrong：2009年一个潜在的“热点”(如果可以这么说的话)是无线连接性。似乎无论哪里的人都要通过电子邮件或Web不间断地开展业务活动，通过短信或话音通信与朋友和家人保持联系。结果，对实现这种“连接性”的产品将有很大需求，这类产品通常具有话音和数据传送功能，它们或者通过3G、GSM或CDMA等电信标准、或者用WiMax和蓝牙技术传送话音和数据。支持这类设备所必需的芯片组需要电源管理集成电路，以确保正确工作。不用说，这对凌力尔特这类模拟集成电路供应商将非常有益。
Andy Williams：当然是上网本(Netbook)和汽车。上网本能够快速发展，是因为它们足以让大多数用户接入互连网及进行业务。汽车市场在总体上将继续奋斗，但那些生产出及售出的汽车将具有更高能效，不仅体现在更高的行驶里程，也会体现在混合动力及电动汽车的装置中。这个趋势将驱使越来越多的半导体及元器件加进汽车应用。汽车将变身为连通的载体，除了具备受市场需求推动的更多的能源管理和安全系统：还会有它们自己的3G连接能力、无线局域网(WLAN)和卫星系统。而替代型燃料也将需要汽车采用新的安全及能源管理系统，安森美半导体的元器件可用于构建这些系统。
Tony Lai：用电源管理芯片给手持应用中不同的处理器供电，是今年的一个非常有前景的应用。
今日电子：节能，环保的概念在今日显得尤为重要，请问贵公司会采取哪些措施来继续达成这一目标。
Tony Armstrong：去年，由于媒体的大量报道，“绿色环境保护”概念得以普及。结果，很多电源管理产品供应商在提高功率效率方面取得了很大进步。人们普遍认为，大多数工业化国家认识到需要节约能量。这是因为，随着这些国家人口的增加，他们需要更多的能量来为有加热／冷却系统、照明和家电的新家居供电。不仅建立新的发电设施耗费大量金钱，电能产生后要向用户供电的过程成本也很高。据观察，与建立新的发电设施相比，将大多数家电的电流能耗降低15％～20％是更经济的做法。
由于建立新的发电设施成本很高，因此很多国家已经采用了所谓的“绿色政策”，以此鼓励制造商在最终产品中纳入节能技术。
就用于节能DC／DC转换器的电源管理集成电路而言，必须具有两个主要特点。首先，必须有非常高的转换效率。其次，在备用和停机模式时必须有低静态电流。
在未来3年中，中国半导体市场将继续以倍于整个半导体产业发展的速度高速增长，据有关资料显示，中国的半导体产业将占全球半导体市场20%的份额，约1,750亿美元。庞大的市场潜力吸引众多半导体厂商，使得国际大厂纷纷制定紧急方案，把中国纳入他们全球战略的一部分，以充分利用中国市场的巨大商机。
然而，从某个角度而言，这也是一种“竞争威胁”，因为中国市场正逐渐步入成熟期，且各路好手纷纷抢进的结果，势必将与其它领先的半导体厂商短兵相接，展开激烈竞争。如此白热化的竞争压力，致使只有掌握领先技术、独门技艺或科学管理方法，能赢得客户、不断钻研业务、并保持利润率的公司，才有可能绝处逢生！
可编程、低功耗，有利于消费电子发展
据国际半导体设备暨材料协会(SEMI)预测，继2005年下滑11.3%之后，2006年半导体资本设备的销售额将成长18%，达到388亿美元。因此，我们认为2007年上半年将呈现良好的形式，下半年也会高于去年同期，但是应该不会出现两位数的增幅。
随着2008年北京奥运会的临近，必将带动数字高清和平板电视的大发展。而数字消费电子产业已是当前发展的热点。最新、最时尚的电子产品在中国市场总是大受欢迎。据我们所知，中国2005年多媒体播放器市场发展速度就增长就达到了310%，市场规模达到了10亿人民币，我们日前看到一个权威机构乐观的预测2008年中国多媒体播放器的市场规模更将达到100亿人民币之巨。从个人角度而言，非常看好多媒体播放器在中国的发展趋势。
QuickLogic基于专利ViaLink可编程互联技术，专注于低功耗技术领域，以低功耗FPGA产品为各种以电池供电的设备提供新选择。自QuickLogic推出低功耗的Eclipse II FPGA产品以来，用户的应用效果促使我们进一步开发出新的FPGA产品PolarPro。这是一种新的逻辑单元结构，可满足功耗敏感的应用需求，为电池供电的手持设备设计人员提供了更先进的FPGA选择。遵循QuickLogic的一贯承诺，PolarPro在提高性能的同时，继续为工程师提供可显著降低产品成本和功耗的FPGA产品。
该平台架构开创性地使用了全新的逻辑单元结构、嵌入式多用途片载存储器、内建FIFO控制逻辑以及先进的时钟管理控制单元，具有集成简便、逻辑映射迅速高效、性价比高等特点，非常适用于超低功耗电路设计，支持便携应用所必须的节能策略，同时保持了传统FPGA器件灵活配置和开发迅速的优势。
产品与服务，恒久的生存法则
中国作为亚太地区最重要的半导体市场，像我们这样的跨国公司在这里可以找到难得的市场机遇。目前已经有多家跨国半导体公司将亚太总部迁往中国，或是在中国新设立了区域总部。我们也在不断增强对中国市场的重视程度，我们已经打算在中国建立研发中心，这样可以更好地融入到中国信息产业的发展当中，并分享其发展所带来的效益。
就营销战略而言，我们从两个角度来看，一个是产品，另一个是服务。QuickLogic不仅仅为产品制造商提供芯片，而是在与提供最低功耗的可编程逻辑解决方案，让制造商能够在强大而稳定的平台上研制出他们独一无二的特色产品。QuickLogic力图向这个产业贡献自己力量的同时也满足了自身的良好发展：为硬件厂商服务，使得厂商的芯片可以实现更多的功能；为软件合作伙伴服务，使得他们的软件可以创造更大的价值。因此，通过产品与服务双管齐下，QuickLogic与厂商之间形成了双赢的状态，使进入整机厂商采购名单显得十分顺理成章。
QuickLogic公司目前在中国区的销售主要通过分销商处理。作为引领ESP产品发展趋势的半导体供应商，QuickLogic现阶段的中国市场仍处于培育阶段，因而需要在不同领域各具优势的分销商为QuickLogic器件更快地开发市场，更有效地配合与分工，并建立起长远的伙伴关系。在中国市场，QuickLogic与安富利(Avnet)、创兴(Jetronic)和星亮电子(EIL)有长期的良好合作关系，也陆续引入了在不同应用上开发产品或参考方案的设计合作伙伴。相信未来QuickLogic仍将针对低功耗的市场发展并寻求与更多的战略伙伴在低功耗的生态环境上开展合作。
半导体制程微细化趋势
1965年Intel创始人Moore提出“随着芯片电路复杂度提升，芯片数目必将增加，每一芯片成本将每年减少一半”的规律之后，半导体微细化制程技术日新月异，结构尺寸从微米推向深亚微米，进而迈入纳米时代。半导体制程微细化趋势也改变了产业的成本结构，10年前IC设计产业投入线路设计与掩膜制程的费用，仅占总体成本的13％，半导体生产制造成本约占87％。自2003年进入深亚微米制程后，IC线路设计及掩膜成本便大幅提升到62％。
当芯片结构体尺寸小于100纳米时，光学光刻技术便面临技术关键：硅晶制程光刻技术的线宽已小于曝光的波长长度，而光刻技术所能制作的线宽，是与光源的波长成正比。在朝向45纳米制程的趋势下，必须要能够降低波长、增加数值孔径(NA，NumericalAperture)、提高光刻，才能制作 微细化芯片。所以能否研发出能满足微细化制程所需、且具市场竞争力的光刻曝光技术，对IDM、Foundry、以及Fabless半导体产业来说，非常重要。因此目前在晶圆制程技术上，各厂要面对的课题是：如何有效降低制程微细化电路之间的静态功耗，特别是漏电流；以及RC时间延迟的问题；并防止介质机械强度下滑；同时，增加晶体密度、降低电路耗用面积、提升运作时钟频率，并且节省电能。
举例来说，45纳米芯片在逻辑开关时的切换效率，比起65纳米远高出30％；再者45纳米芯片耗电量较低，在相同运作时钟下，静态功耗的漏电流能比过去减少5倍；动态功耗(亦即场效应管进行切换时)也比以往减少30％。此外，45纳米场效应管密度是65纳米制程的2倍。
不过在纳米制程时代，每芯片量产成本(die cost)的增加，几乎来自于昂贵的制造设备，制程也会更复杂。例如为了让45纳米制程技术更容易，与曝光相关的制造技术也必须同时升级，像曝光装置的影像景深DOF(Depthof Focus)存在技术极限，所以也需要提高芯片全域的化学性机械研磨(CMP)的均一性。还有抗阻剂的薄膜化虽有利于提高芯片整体的膜厚均等化，但由于耐蚀刻性较差，所以必须使用3层抗阻剂或硬掩膜(hard mask)，因此微细化制程技术会更复杂。
65与45纳米制程同时并进
因此各半导体厂在进入65纳米以下制程时代时，可能就要花费多达300万美元以上的IC设计成本来制造掩膜和试产(try out)，况且光刻技术的应用周期不断缩短，对于微细化制程的技术评估也要提早因应，因此各大厂对于微细化制程也已开始激烈的攻防战。例如UMC就预先针对32与22纳米制程作技术评估，这结技术内容包含绝缘体硅(SOI)、应变硅(strained-Si)、高介电常数门极绝缘层(high-K gate dielectric)、金属门极(metal gate)以及多门极场效应管(multi-gate FET)等。TSMC也提出浸润式光刻技术，被视为未来具备继续挑战65及45纳米、甚至32及22纳米的实力。2006年9月IBM、Chartered、Infineon以及SamsungElectronics，联合开发首款45纳米制程芯片，预计在2007年底前完成验证。Intel和Micron合资的IM Flash，也已宣布成功产出45纳米制程NAND Flash芯片。10月Applied Materi-als也在研发中心完成45纳米制程芯片试验制程机台。
Intel宣布的45纳米制程量产时程则为2007年上半年，TSMC 45纳米制程浸润式光刻技术倾向在2007年Q3量产，UMC在65纳米制程技术已开始量产，45纳米制程技术也已添置新机种，主要新技术已开发完成，正进行整合验证，预计在2007年Q3至Q4可进入量产。
提升浸润式光刻曝光技术
在0.13微米及90纳米制程阶段，要在晶圆(Wafer)上光刻光刻(1ithography)出电路(circuit)，就要制作相关的掩膜(Mask)光刻技术。在这个阶段，半导体光刻制程大多采用ArF激光光源(曝光波长为193纳米)进行曝光显影。一般而言，掩膜分辨率视不同技术时代及应用层(layer)，定有不同的掩膜等级(Maskgrade)，每种掩膜等级有其相对应的品质规格，其规范品质重要项目包括缺陷数(defects)、关键尺寸(CD，Critical Dimension)、或是在整片掩膜中的精准度(accuracy)及均匀度(uniformity)等等。
当进入纳米制程后，由于半导体芯片电路更为精细、电路集积度愈高，所使用的光源波长需求也更为缩短，原本157纳米光刻技术因无法克服二氟化钙透镜结构双折射的问题，多数厂商倾向用浸润式光刻技术(Immersion Li-thography)延伸至193纳米曝光设备，达到大量节省研发及导入成本的目的，这也使得ITRS(International Technlogy Roadmap for Semi-conductors)，顺应时势决定采用浸润式光刻技术，并使其成为65纳米技术节点的主流光刻技术。
湿浸式技术是以流体介质的穿透度与折射率的光学特性为基础，相关光刻技术便以水作为流体介质，应用在193纳米波长曝光机基础上，于光源与晶圆之间加入水，可使波长缩短到132纳米，比起干式光刻技术(drylithography)，还可支持65、45、甚至到32纳米制程。不过其间形成的微气泡可能损及晶圆成像，如何预先去除纯水(UPW)中的气体，是预防气泡生成的关键之一，再者水与光阻交互作用，会对不同光阻剂造成程度伤害，因此也必须改良相关技术。
虽然浸润式ArF曝光技术可以沿用现有的ArF曝光设备，但微细化制程趋势更严谨地要求解析度与DOF，因此在45纳米之后，如何找到比纯水还高折射率的液体材料来提高数值孔径(NA)，便是无可回避的挑战。
主要半导体大厂包括TSMC和UMC都已开始导入浸润式光刻技术，UMC预计在2007年下半年投入45纳米制程，采用浸润式光刻技术。TI在2006年6月已初步研发出浸润式光刻制造45纳米制程芯片的技术，其内存细胞(memory cell)仅占0.24平方微米，较1月Intel率先推出首批导入45纳米制程芯片内存细胞的0.346平方微米，还要缩小30％。另外， 9月Dupont宣布已开发出配合32纳米制程所需之浸润液的新式光刻技术。
先前Nikon于2005年7月各自宣布开发出NA值为1.30的湿浸式ArF曝光设备，已在2006年底使用。ASML在同月NA为1.35的湿浸式设备，被认为是使用纯水的湿浸式曝光设备中的实际最高值，预计在2007年中期问世。
研发无法见光的光刻技术
未来会接续193纳米ArF光刻技术，应该会是超紫外光(Extreme Ultraviolet；EUV)光刻技术，使光波长进入不可见光的极紫外线层次。由于半导体光刻制程往后需要采用高折射率材料来提高NA值，EUV光刻技术的光波长原本就只有13.5纳米，光会在空气中被吸收，所以只能在真空环境中才能透射；其所采用的掩膜透镜，是属于反射式的元件，因此足以应付纳米微细制程所需。Intel预计在2009年，正式采用紫外线(EUV)光刻这项技术来进行32纳米制程的量产作业。
不过目前EUV技术尚未成熟，未能接续193纳米光刻技术，半导体大厂还是会一面沿用浸润式光刻技术、一面寻找更为适合的湿浸式流体介质，以改善掩膜透镜材料。像是其他新时代技术(Next General Lithography；NGL)包括纳米转印光刻技术(Imprint Lithography)，也开始被业界期待可达到制程10纳米以下的结构境界，成本与市场潜力甚至可以取代EUV光刻技术。
发展可降低RC延迟的介电材料
为何要解决RC延迟因为到65及45纳米微细化制程阶段，半导体芯片电路的金属线宽愈来愈微小，导线层数越来越多。且由于电气与机械特性的关系，信号传输会因短路而产生延迟。逻辑芯片电路的信号传输，也因制程细微化使绕线距离缩短，绕线容量增加而导致绕线延迟。这些都必须以铜导线与低介电材料，取代先前的铝合金，来解决电容电阻时间延迟(RC Time De-lay)问题，因此低介电材料的开发与应用也变得愈来愈紧迫。
在0.13微米之前的晶圆制程中，SiOF是厂商最多采用的介电质材料，其介电常数K(Keff)值介于3.7～2.8之间。自0.13微米已降微细制程时代开始，降低RC-Delay的需求开始浮现，半导体厂多以采取降低后段制程的金属连接线电阻与金属线间电容的方法，基本上以铜作为材料的低介电常数(cu/low-k)制程技术为主。在降低电阻方面，以铜来取代传统铝导线，尔后持续对铜导线制程中使用扩散绝缘层(diffusion barrier)，并对其厚度做最适化(op-timization)处理，绝缘层之材料均采高阻值之钽(Ta)/氮化钽(TaN)等。
因此降低金属线间的电容值，必须应用低介电常数(LOW-k)材料，作为金属导线间的绝缘层(Inter metal dielectrics)，一般Low-k材料的K值，涵盖3.1、2.9、2.7，一路演进至目前的2.5。Low-k材料是90纳米技术最重要的关键，90纳米制程所使用Low-k材料的K值约在3.0～2.9之间，60纳米以下的制程，才会采用2.5和2.4K值的材料，以有效降低金属导线间的电容值。综合来说，在微细化制程整合过程中，降低RC延迟技术提升的方向，多以针对会影响电阻的金属连接线厚度、与影响电容值的金属导线间绝缘层厚度为主。
Low-k制程趋势：防止机械强度下滑
下一代Low-k材料的特性，不仅只因应45纳米微细制程的需求，也要有效解决Low-k本身因电路DOF制程所产生的铜阻抗增加以及机械强度下滑的问题。制程从65纳米朝向45纳米时，低介电膜硬度会急速下降，因此经过薄膜化后的Low-k材质，能够具备多小孔尺寸、且具高密度硬度的特性，就显得相当重要。
目前应用Low-k材料的最大问题点，在于如何防止机械强度下滑。因为期望能够降低Low-k材料的介电常数，与希望提高Low-k材料绝缘膜的机械强度，这两者之间是相互矛盾的。未来问题的困难度不在于让Low-k材料的K值达到2.0以下，而是如何让超低K值材料的机械强度提高。除了低K值材料的特性直接影响半导体量产效率外，另外如何让铜与低K值材料有效整合应用，不仅对65纳米和45纳米制程，从整个IC制程技术来看，也将充满关键性的挑战。
无止尽的追寻?
当半导体微细化制程从65纳米迈向45纳米、甚至芯片结构体尺寸将朝向32或是22纳米之际，我们将会面临什么未知的物理性质变化?为了追寻更微小体积、切割更多芯片的商业成本效益，我们的制程技术如何再进一步地去突破，会有什么样的材料正等待着我们去发掘?这场由半导体微细制程技术专业研发人员默默进行的追逐战，正在微观物理世界中翻腾着。会有止尽的终点吗?如果答案是肯定的话，那会是在哪里?终点的原因会是什么?如果答案是否定的话，那又是什么意义?无论答案如何，那都终将会撼动世界。或许这也是为什么，半导体微细化制程令人着迷的所在吧!(本文摘自台湾《零组件》杂志)