得益于從平面型晶體管到鰭式場(chǎng)效應(yīng)管（FinFET）的過(guò)渡，過(guò)去 10 年的芯片性能提升還算勉強(qiáng)。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伞１M管業(yè)界對(duì)環(huán)繞柵極晶體管（GAAFET）在 3nm 及更先進(jìn)制程上的應(yīng)用前景很是看好，但這種轉(zhuǎn)變的代價(jià)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(diǎn)上提供了相當(dāng)大的產(chǎn)能，但包括臺(tái)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(diǎn)。

據(jù)悉，GAA-FET 的優(yōu)點(diǎn)在于更好的可擴(kuò)展性、更快的開關(guān)時(shí)間、更優(yōu)的驅(qū)動(dòng)電流、以及更低的泄露。不過(guò)對(duì)于制造商們來(lái)說(shuō)，F(xiàn)inFET 仍是大有可圖的首選技術(shù)。

比如在去年的研討會(huì)上，臺(tái)積電就宣稱其 N3 技術(shù)可在提升 50% 性能的同時(shí)、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(jì)劃在 2024 年之前做好 2nm 制程的量產(chǎn)準(zhǔn)備。不過(guò)借助久經(jīng)考驗(yàn)的、更可預(yù)測(cè)的工藝節(jié)點(diǎn)，臺(tái)積電也有充足時(shí)間去檢驗(yàn) GAA-FET 在 2nm 節(jié)點(diǎn)下的應(yīng)用前景。

與此同時(shí)，Semiconductor Engineering 稱三星和英特爾也在努力實(shí)現(xiàn)從 3nm 到 2nm 工藝節(jié)點(diǎn)的過(guò)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(chǎng)效應(yīng)晶體管（簡(jiǎn)稱 MBC-FET）的方案。

MBC-FET 可視作 FinFET 的側(cè)面翻轉(zhuǎn)，特點(diǎn)是將柵極包括于襯底上生長(zhǎng)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(jìn)。

最后，在讓 FinFET 和 GAA-FET 攜手并進(jìn)的同時(shí)，芯片制造商或許還會(huì)動(dòng)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(lái)送“摩爾定律”最后一程。
責(zé)編AJX