從人工智能（AI）到5G、物聯網（IoT）、再到自動駕駛汽車，半導體不知不覺已經成為第四次工業革命時代的核心技術之一。隨著半導體技術的先進化和復雜化，半導體工藝也在快速發展。

隨著下一代設備越來越小，半導體也逐漸小型化，集成度越來越高，超微工藝技術變得更加重要。

FinEFT，開啟3D晶體管時代

晶體管是構成半導體的主要元件，起到控制電流的大小與開關的作用。其工作原理是通過對柵極（Gate）施加電壓來控制源極（Source）和漏極（Drain）之間的溝道（Channel）能否產生有效電流，從而使晶體管處于開啟或者關閉的狀態。

平面型晶體管是一個平面（2D）結構，柵極和溝道與同一個表面接觸。如果縮小晶體管尺寸，那么源極和漏極之間的距離變近，會導致柵極無法正常工作，發生漏電的短溝道效應等問題，因此，在降低工作電壓方面存在局限性。

為改善這一點，一種叫“FinFET”的三維（3D）結構工藝技術得以開發。因為這種結構看上去像魚鰭的形狀，所以被稱為鰭式場效應晶體管。柵極和通道間的接觸面越大，效率越高。FinFET通過采用3D結構，使柵極和通道擁有三個接觸面，增大了接觸面積，提升了半導體性能。

新一代晶體管結構——GAA

在半導體工藝中，鰭式場效應晶體管雖一直被使用。但在4nm以下的工藝中，它存在工作電壓無法持續降低的局限性。

為了解決這些問題，創建了新一代3nm GAA（全環繞式柵極）結構。在3nm及以下超精細電路中，引入GAA結構晶體管，其柵極包圍著電流流經通道的四個側面，從而將通道的調節能力最大化，能更精準控制電流流動，實現更高的電源效率。

MBCFET?（多橋通道場效晶體管）是一種改進的GAA結構。它改進了橫截面直徑約為1nm的線形通道，提升了獲取足夠電流的能力。

與7nm FinFET相比，MBCFET?能將晶體管體積減少45%，還能根據特性調節納米片（nanosheet）寬度，因而具有很高的設計靈活性。此外，它與FinFET工藝高度兼容，能充分利用現有設施和制造技術。

文章來源：三星半導體

審核編輯 黃宇