What‘s after FinFET.pdf
在半导体行业,随着集成电路技术的不断进步,晶体管的尺寸持续缩小,摩尔定律成为推动半导体技术发展的核心驱动力。在20世纪末到21世纪初,平面型晶体管尺寸缩小至接近物理极限,为了突破这一瓶颈,FinFET(Fin型场效应晶体管)技术应运而生,成为当前先进制程的核心技术之一。然而,随着技术的不断演进,FinFET也面临着尺寸缩小的限制,因而行业开始探索FinFET之后的新技术。 标题"What's After FinFET?" 揭示了这样一个问题:在FinFET技术之后,芯片制造技术将何去何从?随着芯片制造工艺从10纳米和7纳米节点转向更先进的5纳米、3纳米甚至更小节点时,行业正面临诸多不确定性。由于传统芯片制造工艺的复杂性与成本的持续上升,能承受得起设计先进节点芯片的客户正在减少。虽然理论上FinFET有望缩小到5纳米,但当鳍片宽度达到5纳米时,FinFET可能会遇到发展瓶颈。因此,在5纳米及以后节点,芯片制造商将需要寻求新的解决方案,否则传统芯片的缩放可能会完全停滞。 描述中提到的GAA(Gate-All-Around,全环绕栅)技术被认为是在FinFET之后最可行的技术方向。GAA技术是FinFET技术的演进,两者在制造流程和工具上有许多共同之处。横跨的全环绕栅技术基本上是一种侧面带有包裹栅极的FinFET。极细的线或者薄片充当通道。其他晶体管选项也在探索中,比如采用先进封装技术进行缩放。厂商们正在权衡每种技术的技术和经济优势。 【部分内容】提到了纳米片(NanoSheet)、纳米柱(NanoWire)、六边形(Hexagonal)、纳米环(Nano-Ring)和纳米板(NanoSlab)晶体管等新结构。从这部分信息可以看出,芯片制造企业正在基于现有的10纳米或7纳米FinFET技术为基础,积极探索下一代晶体管技术。例如,三星公司已经详细说明了其技术蓝图,包括在2020年推出4纳米工艺的纳米片FET。而其他芯片制造商也在考虑在相同时间框架内采用类似结构的FET,尽管他们尚未公开宣布其计划。 图1展示了水平全环绕栅架构的类型。这些新类型的晶体管都是基于全环绕栅技术。例如,纳米片FET和纳米柱FET都属于全环绕栅范畴。在这些方案中,晶圆制造厂家正在评估每种技术的技术和经济价值。 Mark Bohr提出,“FinFET可以扩展一代或两代”。这说明,尽管FinFET技术具有一定的发展潜力,但其可扩展性有限,这也是为什么芯片制造商正在寻找FinFET之后的替代技术。随着芯片制造工艺进入深亚微米级别,晶体管结构的创新和新制造技术的开发变得至关重要,以维持摩尔定律所描述的集成电路上可容纳的元件数量每两年翻一番的增速。
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