依照摩尔定律，全球半导体的工艺制程技术平均每两年进入一个新世代。从理性分析来看，业界都认为半导体业迟早会遇到技术上无法克服的物理极限，有人 说是10nm，也有人说是7nm甚至是5nm。极限在哪里，最终将由市场做出选择，它不仅受限于技术因素，还受成本等综合因素的限制，因为即使在技术上可 行，产品也未必能够受到业界的青睐。因此，目前为止权威人士预测，制程技术上的瓶颈可能出现在2018年左右。14nm制程可能是个坎14nm制程可能是个坎，采用三次图形曝光技术或EUV光刻技术。缩小线路工艺尺寸和扩大硅片直径是推动半导体业不断地进步的两个轮子，然而，目前这两个轮子都遇到了障碍。工艺微缩技术正面临瓶颈。从原理上分析，采用任何波长的光源都可以得到分辨率为1/3波长的特征图形。业界依此原理开发出将光源从248nm转变成 193nm的光刻设备，并用于65nm制程。另外又开发了多种提高分辨率的辅助技术，如相位移掩模版(PSMs)，它是拓展193nm光刻能力的关键。 PSMs的继续发展将依赖于更强的相位移和更复杂的特征结构，目前最基本的是6%嵌入式的PSMs。要使相位移技术达到下一代工艺水平要求，掩模版类型主要有三种：补偿式相位移、两次曝光图形和可以进行低k1成像的一次曝光技术。目前两次图形曝光 技术已趋于主流。之后设备厂开发出浸液式光刻技术，相当于将193nm波长缩短到134nm，从而提高了分辨率。业界试图找出比纯水折射指数更高的液体介 质，但至今仍未遂愿。目前利用193nm浸液式光刻技术加上两次图形曝光技术等已经成功实现了20nm工艺技术的量产。业界一致认为下一代14nm制程可能是个坎，要么采用更复杂的三次图形曝光技术，但会大幅增加曝光次数及成本;要么采用革命性的EUV光刻技术。不同解决方案各有利弊，各家公司都在做出选择。英特尔倾向于采用三次图形曝光技术，并认为有可能把193nm浸液式光刻技术延伸至10nm甚至 7nm。而IBM则坚信采用两次图形曝光技术可以缩小到10nm，并表示未来CMOS的尺寸缩小不会马上止步。至于EUV技术仍面临光源强度不够以及掩膜 版等配套材料需完善的问题。与此同时，其他多种光刻技术如电子束直写等也引起业界关注。450mm设备厂积极性不高受限于摩尔定律趋向终结等因素,450mm硅片可能会推迟更替。硅片直径也不可能无限扩大。目前，硅片直径正由300mm向450mm过渡。从理性思维出发，硅片直径增大是迟早会被采用的，但至今为何未被市场接 受呢?可能有两方面原因：一是半导体设备厂的积极性不高，认为450mm设备200亿美元的研发成本可能无法收回;二是450mm硅片的建厂费用高达 100亿美元。目前对450mm制造厂有兴趣的厂商仅英特尔、三星及台积电三家。150mm的6英寸硅片产能在1999年左右开始下降，200mm硅片产能在2009年左右下降，表明接近10年为一个硅片尺寸发展周期，由此推算 2019年应该发生450mm与300mm的硅片交替。目前受限于全球经济大环境及摩尔定律趋向终结等因素，450mm硅片可能会推迟更替。为了迎接挑战，加快EUV光刻与450mm的进程，半导体产业链合作也在悄悄发生变化，如2012年ASML接受英特尔、台积电与三星的投资入股。很难再现两位数以上增长450mm硅片和EUV光刻尚需在技术手段及市场接受度方面取得突破。受限于IC研发成本的高耸，许多顶级的IDM大厂开始拥抱代工，或转变成fabless。在尺寸缩小方面，可能会于14nm制程时受限，即便有一定的进展，未来由于成本太高，每两年上升一个工艺台阶的进程肯定会减缓。虽然450mm硅片会伴随着14nm及以下制程推进，但是根据目前已公布的路线图显示，英特尔在2013年将开始投产20nm制程，2014年晋升 至14nm，2015年将达到10nm(滞后于研发路线图)。而台积电的工艺路线图为16nm提前至2013年10月～12月投产，10nm技术在 2015年投产，并声称从16nm开始采用Fin-FET结构。因此估计全球450mm硅片生产线最快可能于2015年有样片流出。不管如何，全球半导体业自2010年增长32%之后，2011年及2012年连续两年踏步不前，今后在450mm硅片与EUV光刻未实现突破的情况下很难再实现两位数以上的增长。未来半导体制造工艺可能还有两个发动机，分别是450mm硅片和EUV光刻。相对于EUV光刻，450mm硅片可能会走在前列。不过目前两者都遇到瓶颈，尚需在技术手段及市场接受度方面取得突破。