过去的这几些年,从芯片的演进路径来看,晶体管技术已经经历了三代。
第一代是Planar FET,之前主要用于90nm及以上的工艺,后来继续再前进,一直用到了28nm工艺,然后缺点出来了,功耗变高、发热增加、漏电是必然,性能瓶颈越来越严重。
所以到了14nm时,进入了FinFET晶体管技术,这个技术一直使用到3nm,同样的问题又出现了,功耗大,发热,漏电,性能瓶颈出现。
于是,三星在3nm时切换为GAAFET晶体管技术,台积电则在2nm时用上了GAAFET晶体管技术,因为FinFET实在是太老迈了,确实顶不住了,急需更先进的晶体管技术,也就是GAA。
GAAFET晶体管技术相比于FinFET而言,结构更为立体,其阈值电流变小,漏电改善,自然功耗也更低了。
当然,更立体的结构,对光刻工艺的要求也更高,之前业界有就分析称,要想进入GAAFET晶体管技术,是必须要用到EUV光刻机的,没有EUV光刻机,再厉害的DUV光刻机,再强的多次曝光技术,也进入不了GAAFET时代。
这也是为何美国不准ASML将EUV卖给我们,就认为我们无法进入更高端GAA芯片工艺的原因。
但是近日,有媒体报道称,中科院微电子所有了新突破,可以在DUV光刻下,实现GAA晶体管技术的CMOS集成先导工艺,并且已经完成了CMOS器件研发,媒体称,这理论上为我国通过DUV光刻解锁3纳米及以下先进工艺打开了一个“理论窗口”。
那么基于中科院的这个技术,用DUV光刻机,真的能够制造出GAAFET晶体管技术的3nm芯片么?
其实还是没有这么简单,造GAAFET晶体管技术的芯片,至少有三个环节,目前中科院的这一突破,更多的还只是解决前道(FEOL)晶体管成型问题,还有中道中道(MEOL)金属互连,还有后道(BEOL)M0布线等问题没有解决。
事实上,就算能够解决这些工艺,用DUV来制造GAAFET晶体管技术,在成本上也不可控,制造出来的芯片,基本就无法商用,因为多次曝光后导致制造效率低,且良率也极低,大规模商用下,成本根本就兜不住。
当然,不是说研究这个技术就没有用了,当然还是非常有用的,能够让我们更深刻的理解GAAFET晶体管技术,并且万一用DUV光刻机,真的造出3nm的GAAFET晶体管技术芯片了呢?
但从另外一方面也说明,研发出EUV光刻机对我们而言,至关重要,如果没有EUV,那么先进芯片工艺被卡可能是注定的,自研EUV势在必行啊,