GAA-FET在3nm及更先進制程上很關(guān)鍵

得益于從平面型晶體管到鰭式場效應(yīng)管（FinFET）的過渡，過去 10 年的芯片性能提升還算勉強。然而隨著制程工藝不斷抵近物理極限，芯片行業(yè)早已不再高聲談?wù)撃柖?。盡管業(yè)界對環(huán)繞柵極晶體管（GAAFET）在 3nm 及更先進制程上的應(yīng)用前景很是看好，但這種轉(zhuǎn)變的代價也必然十分高昂。

外媒指出，盡管當(dāng)前芯片代工大廠已經(jīng)在 7nm 或 5nm 工藝工藝節(jié)點上提供了相當(dāng)大的產(chǎn)能，但包括臺積電（TSMC）和格羅方德（GlobalFoundries）在內(nèi)的諸多企業(yè)，仍在努力攻克基于下一代環(huán)繞柵極晶體管（GAA）技術(shù)的 3nm 和 2nm 工藝節(jié)點。

據(jù)悉，GAA-FET 的優(yōu)點在于更好的可擴展性、更快的開關(guān)時間、更優(yōu)的驅(qū)動電流、以及更低的泄露。不過對于制造商們來說，F(xiàn)inFET 仍是大有可圖的首選技術(shù)。

比如在去年的研討會上，臺積電就宣稱其 N3 技術(shù)可在提升 50% 性能的同時、降低 30% 的功耗，且密度是 N5 工藝的 1.7 倍。

早前消息稱，該公司計劃在 2024 年之前做好 2nm 制程的量產(chǎn)準(zhǔn)備。不過借助久經(jīng)考驗的、更可預(yù)測的工藝節(jié)點，臺積電也有充足時間去檢驗 GAA-FET 在 2nm 節(jié)點下的應(yīng)用前景。

與此同時，Semiconductor Engineering 稱三星和英特爾也在努力實現(xiàn)從 3nm 到 2nm 工藝節(jié)點的過渡，且三星有望在 2022 年底前完成。

TechSpot 指出，GAA-FET 有諸多類型，目前已知的是，三星將采用基于納米片的多橋溝道場效應(yīng)晶體管（簡稱 MBC-FET）的方案。

MBC-FET 可視作 FinFET 的側(cè)面翻轉(zhuǎn)，特點是將柵極包括于襯底上生長的納米硅片，而英特爾也披露了將于 2025 年采用基于“納米絲帶”（nanoribbons）的類似方案。

當(dāng)然，在接替鮑勃·斯旺（Bob Swan）的新任 CEO 帕特·基辛格（Pat Gelsinger）的帶領(lǐng)下，英特爾或許能夠加速向新工藝的轉(zhuǎn)進。

最后，在讓 FinFET 和 GAA-FET 攜手并進的同時，芯片制造商或許還會動用鍺（Ge）、銻化鎵（GaSb）、砷化銦（AsIn）等具有高遷移率特性的半導(dǎo)體材料，來送“摩爾定律”最后一程。
責(zé)編AJX