GAA-FET將是芯片製造商達成3nm工藝節點的重要一環

得益於從平面型晶體管到鰭式場效應管(FinFET)的過渡,過去 10 年的芯片性能提升還算勉強。然而隨着製程工藝不斷抵近物理極限,芯片行業早已不再高聲談論摩爾定律。盡管業界對環繞柵極晶體管(GAAFET)在 3nm 及更先進製程上的應用前景很是看好,但這種轉變的代價也必然十分高昂。

GAA-FET將是芯片製造商達成3nm工藝節點的重要一環

資料圖(來自:Intel)

外媒指出,盡管當前芯片代工大廠已經在 7nm 或 5nm 工藝工藝節點上提供了相當大的產能,但包括台積電(TSMC)和格羅方德(GlobalFoundries)在內的諸多企業,仍在努力攻克基於下一代環繞柵極晶體管(GAA)技術的 3nm 和 2nm 工藝節點。

據悉,GAA-FET 的優點在於更好的可擴展性、更快的開關時間、更優的驅動電流、以及更低的泄露。不過對於製造商們來說,FinFET 仍是大有可圖的首選技術。

比如在去年的研討會上,台積電就宣稱其 N3 技術可在提升 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 製程的量產准備。不過藉助久經考驗的、更可預測的工藝節點,台積電也有充足時間去檢驗 GAA-FET 在 2nm 節點下的應用前景。

GAA-FET將是芯片製造商達成3nm工藝節點的重要一環

GAAFET 橫截面(圖自:IBM)

與此同時,Semiconductor Engineering 稱三星英特爾也在努力實現從 3nm 到 2nm 工藝節點的過渡,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,三星將採用基於納米片的多橋溝道場效應晶體管(簡稱 MBC-FET)的方案。

MBC-FET 可視作 FinFET 的側面翻轉,特點是將柵極包括於襯底上生長的納米硅片,而英特爾也披露了將於 2025 年採用基於「納米絲帶」(nanoribbons)的類似方案。

當然,在接替鮑勃·斯旺(Bob Swan)的新任 CEO 帕特·基辛格(Pat Gelsinger)的帶領下,英特爾或許能夠加速向新工藝的轉進。

最後,在讓 FinFET 和 GAA-FET 攜手並進的同時,芯片製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體材料,來送「摩爾定律」最後一程。

來源:cnBeta