EUV和GAAFET技术新工艺你应该熟悉一下

最关键的是，EUV光刻机还极度耗电，它需要消耗电力把整个环境都抽成真空（避免灰尘），通过更高的功率也弥补自身能源转换效率低下的问题，设备运行后每小时就需要耗费至少150度的电力。

当然，这些都不是咱们消费者需要考虑的问题，我们只需知道，只有引入EUV技术的7nm才是真正的7nm，而这项技术也将伴随未来的5nm和3nm一路前行。

换句话说，未来在购买电子设备时，采用EUV技术生产的CPU等芯片会更具竞争力。

浅析GAAFET技术

英特尔自22nm，三星和台积电分别从14nm和16nm制程节点时期引入了FinFET立体晶体管技术，为更先进的芯片设计奠定了基础。

然而，当制程工艺跨过7nm进入5nm制程节点后，FinFET也将遭遇物理极限，此时只有GAAFET技术的引入才能让摩尔定律继续前行。

FinFET成就3D晶体管

芯片内部是由无数晶体管组成，在单位面积里晶体管数量越多性能越强，前文我们提到的DUV和EUV光刻机，其意义就是在单位面积中进一步缩短晶体管间距，增加晶体管密度（数量）。

但是，晶体管密度越高，漏电问题越严重，造成芯片发热增加和性能下降。

在2011年以前，传统晶体管结构都是平面的，只能在闸门的一侧控制电路的接通与断开。

为了解决漏电问题，英特尔在22nm处理器时期带来了FinFET（鳍式场效应晶体管）架构，这种晶体管的特色是将传统平面、越来越薄的绝缘层改变为立体的状态，闸门被设计成类似鱼鳍的叉状3D架构，可于电路的两侧控制电路的接通与断开，通过大幅度提升源极和栅极的接触面积，使得晶体管在控制漏电电流方面得到改善。

需要注意的是，都是FinFET，背后的技术原理和实际性能也可能存在较大的差异。

比如英特尔在最新10nm工艺上带来了第三代FinFET立体晶体管技术，晶体管密度达到了每平方毫米1.008亿个，远远高于三星10nm工艺的晶体管密度（约5510万个），甚至可以媲美三星和台积电的7nm工艺，并在最小栅极间距和最小金属间距方面也有着巨大的优势。

GAAFET为未来扫清障碍

目前我们所看到的所有小于16nm工艺的芯片都采用了FinFET立体晶体管，但就好像DUV光刻机一样，FinFET虽然可以勉强达到设计和生产5nm制程工艺的最低要求，但要想100%发挥5nm的全部潜力，漏电问题依旧是无法绕过的槛。

好消息是，主流芯片厂商都已经为此做好了准备，并提出了名为“GAAFET”（Gate-All-Around，环绕式栅极技术）的横向晶体管技术。

和FinFET相比，GAAFET实现了栅极对沟道的四面包裹，利用线状或者平板状、片状等多个源极和漏极横向垂直于栅极分布。

从物理结构来看，GAAFET是一种比FinFET更加立体和复杂的3D晶体管。

需要注意的是，三星在GAAFET的基础上还提出了变体的“MBCFET（多桥通道FET）”专利技术，它使用通道结构来排列nm片，增加了栅极和沟道之间的接触面积，并实现了电流的增加。

目前，英特尔、三星和台积电都已经对GAAFET技术开始试产，而它的首次商业化亮相应该就在不远的5nm时代，而GAAFET能否成为更先进工艺的最佳搭档，还得等时间来验证。

总之，当摩尔定律遇到22nm以下的制程工艺节点后可谓寸步难行，很多常见的物理定律都会失去作用。为了解决微缩尺度所带来的各种不确定性，我们看到了High-K、特种金属、SOI、FinFET、EUV和GAAFET在内的各种增强技术。

作为普通用户，站在最佳消费体验的角度来看，我们自然是希望摩尔定律永远有效，让我们新买的各种电子设备不断变强。但是，与此同时，我们也应该感谢为了维系这个定律继续前行的科研工作者们。