韓國三星發(fā)表最新財報時宣布，計劃2022下半年商業(yè)化生產(chǎn)全球首創(chuàng)的閘極全環(huán)晶體管（Gate-All-Around，GAA）技術(shù)芯片。新制程技術(shù)與代工龍頭臺積電5納米節(jié)點(diǎn)鰭式場效晶體管（FinFET）技術(shù)相比，有晶體管密度的優(yōu)勢。

 

三星代工市場戰(zhàn)略團(tuán)隊負(fù)責(zé)人MoonsooKang表示，2022上半年第一代GAA技術(shù)，就是3GAAE制程技術(shù)將量產(chǎn)，到了下半年開始商業(yè)化生產(chǎn)。三星將繼續(xù)照計劃開發(fā)第二代GAA技術(shù)，也就是3GAAP（3nm Gate-All-Around Plus），時間點(diǎn)與三星2021年6月宣布的時程大致相同。

 

三星3納米工藝技術(shù)預(yù)計有兩種型號3GAAE和3GAAP，基于納米片結(jié)構(gòu)設(shè)計，鰭中有多個橫向帶狀線。此納米片設(shè)計被研究機(jī)構(gòu)IMEC當(dāng)成FinFET后續(xù)產(chǎn)品而有大量討論，并由IBM與三星和格羅方德（Globalfoundries）合作研究。三星執(zhí)行副總裁兼代工銷售和營銷主管Charlie Bae表示，將GAA結(jié)構(gòu)用于三星下一代工藝節(jié)點(diǎn)，使三星率先打開新智能網(wǎng)絡(luò)世界，也加強(qiáng)三星技術(shù)領(lǐng)先地位。

 

照技術(shù)人員的觀點(diǎn)，GAA技術(shù)芯片，在電晶體能提供比FinFET技術(shù)有更好靜電特性，滿足某些柵極寬度的需求，這主要表現(xiàn)在增強(qiáng)同等芯片尺寸結(jié)構(gòu)下GAA溝道控制能力，讓芯片尺寸有更微縮的可能性。對比傳統(tǒng)FinFET溝道僅三面被柵極包圍，GAA以納米線溝道設(shè)計使溝道整個外輪廓都被柵極完全包覆，代表柵極對溝道的控制性能更好。

 

三星研究人員將全環(huán)柵（GAA）晶體管設(shè)計的3nm CMOS技術(shù)稱為多橋通道（MBC）架構(gòu)，納米片（nanosheets）水平層制成的溝道完全被柵極結(jié)構(gòu)包圍。三星表示技術(shù)有高度可制造性，因利用三星現(xiàn)有約90%的FinFET制造技術(shù)，只需少量修改過的光罩。此技術(shù)有出色的柵極可控性，比同樣三星FinFET技術(shù)高31%，且因納米片通道寬度可透過直接圖像化改變，讓設(shè)計有更高靈活性。

 

面對三星3納米制程搶先采用GAA技術(shù)，臺積電Gate-all-around FETs（GAAFET）研發(fā)仍是發(fā)展藍(lán)圖的一部分。臺積電先前傳出預(yù)計“后N3”制程技術(shù)也就是可能N2制程節(jié)點(diǎn)使用。有市場人士認(rèn)為，臺積電處于下一代材料和制程技術(shù)的發(fā)展階段，新材料和制程技術(shù)會在未來多年使用。