GAAFET晶体管时代即将到来！但FinFET仍是主流

  Forksheet可以理解为是Nanosheet的自然延伸，具有超出2nm技术节点的额外缩放和性能。Forksheet的nFET和pFET集成在同一结构中，由介电墙将nFET和pFET隔开。优势在于它有更紧密的n到p的间距，并减少面积缩放。与Nanosheet FET相比，在相同制程下的Forksheet FET电路将更加紧凑。 

  在从平面晶体管到FinFET再到Nanosheet的进化过程中，可以将Forksheet视为下一个发展路径。CFET(Complementary FETs，互补场效应晶体管)是2nm甚至以后另一种类型的技术选项，由两个独立的Nanosheet FET(p型和n型)组成，把p型纳米线叠在n型纳米线上的结构。通过叠加的方式实现折叠的，借此消除n-to-p分离的瓶颈，能够将单元有源区域的面积减少2倍。

  IBS首席执行官Handel Jones称：“CFET前景广阔，但目前还为时过早。向1nm CFET系列逻辑器件的发展推动新BEOL和MOL解决方案的开发，但问题是即使增强了栅极结构，我们也需要增强MOL和BEOL，需要通过引入新的导体来补充这些集成方案，否则性能提升将受到限制。”对于未来技术架构的演进趋势，IMEC认为：3纳米之前采用Nanosheet、2纳米采用Forksheet、1纳米采用CFET。

  在进一步的研究中，需要解决将这些器件完全投入生产的工艺挑战。目前这些仍在研发中的技术前景尚好，但也都有更自的挑战待突破，包含散热的控制和制造成本等。但可以看到的是，2纳米及之后已有数项技术正在进行中，虽有困难但也是遥不可及。

  Bizen晶体管架构

  英国初创公司Search For The Next(SFN)和苏格兰芯片制造商Semefab合作开发Bizen晶体管架构，可能从另一方向打破CMOS的极限。提出Bizen晶体管架构最初的目的就是为了创建具有较少掩膜步骤的芯片，使得同一块芯片上同时具有逻辑和功率晶体管，在这一初衷下创建一个LED驱动器的集成电路。

  SFN首席执行官Summerland提出使用齐纳二极管反向偏置特性的想法，该特性是由二极管N区域和P区域之间掺杂水平的突然变化产生的，最终致使量子电流的产生，以此来驱动双极晶体管。SFN的Bizen晶体管设计将双极结与齐纳二极管的概念结合在一起，利用量子隧穿效应从传统的双极晶体管中消除了电阻以及所有金属层。晶体管使用量子隧道连接栅极并能够建立多个栅极连接，这意味着可以在一个晶体管内创建多个非门和或门，从而缩小了逻辑电路的裸片。

  写在最后：由于没有能够满足所有应用的技术，在芯片微缩和功能扩展的过程中，制程的进步、晶体管结构的变化和其他方法会交替进行，不断推动芯片性能提升。在先进半导体制造的成本不断攀升的当下，如何利用现有的技术，获得客户青睐至关重要;如果芯片制造商不能在生产技术与制造成本中取得较好的平衡，未来难以在竞争中保持优势地位。

（编辑：无忧刷机网 - 51刷机网）

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