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联博统计:3纳米、2纳米、1纳米芯片该若何造?

admin2020-06-0996

泉源:EETOP编译


现在台积电和三星正在加紧开发他们的3nm和2nm手艺,现在预计分别在2022年和2024年推出。1nm及以上工艺也正在进行中,然则距离仍然很远。

业界希望从3nm最先,从当今的finFET晶体管过渡到万能栅极或称为围绕式栅极FET(GAA)。在2nm甚至更高的制程下,业界正在研究当前和新版本的GAA晶体管。

在这些节点上,芯片制造商可能会需要新装备,例如下一代极紫外线(EUV)光刻手艺。新的沉积,蚀刻和检查/计量手艺也在研究中。

不用说,这里的设计和制造成本是天文数字。凭据IBS的数据,3nm芯片的设计成本为6.5亿美元,而5nm器件的设计成本为4.363亿美元,而7nm的设计成本为2.223亿美元。而对于2nm、1nm要花费若干,现在评估还为时过早。

并非所有设计都需要高级节点。实际上,成本上升正促使许多人探索其他选择,例如高级封装手艺。获得扩展优势的一种方式是将更多小芯片封装在一起。

半导体工程公司已研究了下一代晶体管、晶圆厂工具、质料、封装和光子学方面的领先手艺。

新型晶体管和质料

晶体管作为芯片中的要害构件之一,为器件提供了开关功效。几十年来,基于平面晶体管的芯片是市场上最先进的器件。

到了20纳米时,平面晶体管撞到了天花板。为此英特尔在2011年转向22nm的finFET,随后用在了16nm / 14nm。在finFET中,电流的控制是通过在鳍的三个侧面的每一个上实现栅极来实现的。

借助finFET,芯片制造商继续接纳传统的芯片缩放手艺。然则,当鳍片宽度到达5nm时,finFET可能会失去优势无法进一步微缩,这将发生在3nm节点四周。因此,选择3nm工艺的代工厂希望在2022年迁移到下一代晶体管,称为纳米片FET。纳米片式FET属于栅极全围绕式FET的范围。

纳米片式FET是鳍片式FET的延伸。它是在其侧面有一个栅极包裹的鳍片FET。纳米片会在3nm处泛起,可能会延伸到2nm或更高。

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