半導體重量級研究機構比利時微電子研究中心(imec)公布2026製程技術藍圖,預計2038年將可實現0.3奈米等級的製程技術。路透
半導體重量級研究機構比利時微電子研究中心(imec)公布2026製程技術藍圖,預計2038年將可實現0.3奈米等級的製程技術,並點名互補式場效電晶體(CFET)結構將是邁入更先進世代製程技術的關鍵。
上述imec技術藍圖是由台積電、英特爾、輝達、超微、三星與艾司摩爾等業者共同參與制定,呈現晶片製造在接下來多年的挑戰與規劃進程。業界預期,imec揭露最新製程技術藍圖,意味摩爾定律將持續推進,台積電也已開始投入CFET結構電晶體,持續領先業界,產業龍頭地位難以撼動。
外媒報導,目前半導體製程進展已達2奈米等級,電晶體閘極接觸間距(CPP)約為48奈米,後續演進到A14等級製程時,CPP預期會縮小至45奈米。
不過,2030年發展至A10製程(約1奈米)之後,CPP將固定在42奈米。這揭示了傳統定義的摩爾定律會遭遇挑戰,透過不斷橫向縮小CPP來提高電晶體密度的方法將到達極限。
imec揭露未來的關鍵轉折點之一,可能是2033年量產的0.7奈米等級製程,到時候可能轉向採用CFET架構,也就是把n型電晶體與p型電晶體進行垂直堆疊,取代傳統的並排配置。
這項架構將使得電晶體微縮增加第三維度,可更有效率地運用空間。未來電晶體密度持續提升可能要靠降低單元高度與垂直整合來達成。
如此一來,CFET將成為繼鰭式場效電晶體(FinFET)、環繞式閘極電晶體(GAA)之後,下一個半導體電晶體結構主流,要把n型電晶體與p型電晶體進行垂直堆疊,取代傳統的並排配置。
台積電已超前部署CFET相關技術,並曾在今年台灣技術論壇中提到,電晶體架構已從平面結構演進至鰭式場效電晶體(FinFET),現在又進一步邁向奈米片(Nanosheet)結構。在奈米片之後,垂直堆疊的nFET與pFET,稱之為CFET,是一項可能的微縮候選方案。
台積電也已展示由約1,000個電晶體所組成的CFET環形振盪器(ring oscillators),領先業界。
目前台積電最先進製程為2奈米,採用第一代奈米片(Nanosheet)電晶體技術,N2P製程預期今年下半年開始量產,N2X與N2U製程分別計劃2027年及2028年量產。搭載超級電軌的A16製程則規劃今年下半年生產就緒。
後續台積電A14製程預計於2028年進入量產,為第二代奈米片電晶體,採用NanoFlex Pro技術。與N2製程相比,A14將提供在相同功耗下,速度提升最高達15%;在相同速度下,最多可降低30%的功耗。
台積電還規劃A13製程,是直接微縮A14製程而來。相較於A14,A13製程可節省6%的面積,並透過設計與技術協同優化,提供額外功耗與效能優勢,預計於2029年進入生產。
另外,台積電搭載超級電軌的A12製程則規劃2029年進入量產。