淺談半導體先進製程 奈米製程是什麼

淺談半導體先進製程 奈米製程是什麼

在現今電子製造的產業中，有能力將半導體製程推進到7nm以下的業者，僅剩下三星電子和台積電(量產部分)。
因此在先進製程的對抗，也就是這兩家業者之間的競爭，甚至可以說，誰能勝出，誰就有希望取得絕對的市場優勢。

那換句話來說你知道7nm、5nm、3nm到底是指什麼呢?
又代表製程技術上，差異點在哪裡呢?
這就是我們今天要描述的重點『淺談先進製程(奈米製程)的差異』

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業界25nm以上，多數為(PlanarFET)平面結構方式。

目前三星和台積電的7nm和5nm製程，都是使用鰭式電晶體（FinFET）的立體架構。該製程的問世就是因為平面的微縮技術在25nm以下遇到瓶頸，
為了持續推進摩爾定律，同時改進電力損耗的問題，因此轉採用這種立體的架構。

然而製程發展到3nm將會是一個重要的技術分界點
為什麼3nm製程如此關鍵，最主要的原因就是當前的微縮製程走到3nm，將會面臨新的物理極限，除非改用新的結構，否則摩爾定律就很難再維持下去。
這項突破也就是GAAFET(Gate-All-Around，GAA)


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• 首先，必須要先理解一下何謂GAA製程。
  顧名思義，GAA就是整面都是閘極的意思，而這是相對於FinFET來說，因為在FinFET的架構中，金屬閘極只包覆了三面，而GAA則是全面性的包覆，一種環狀的結構。
  
  而有別於側邊鰭片式的結構，Nanowire FET改以奈米線來取代，藉以增加更多的半導體電路，然後再以閘極來包覆奈米線，以提高對於電路的控制和穩定性；
  而不同於Nanowire FET(GAAFET)，Nanosheet FET(MBCFET)是使用更寬更薄的「sheet」來取代，但同樣也使用閘極來包覆。
  這兩者各有優勢，但從量產的設備相容性以及難度來說，Nanosheet FET(MBCFET)似乎多了些青睞。
  
  FinFET即將退場 3nm帶起新製程大戰
  
  但使用突出鰭式設計的FinFET架構，到了3nm之後也將面臨微縮的問題，過細的鰭片也將會遭遇電流控制的問題，
  同時也會失去對某些電場效應的抗性（例如靜電），因此提出新架構就成了3nm製程的兵家之地。
  
  以三星電子為例，日前公布的3nm技術內容裡就特別指出，將使用一種閘極全環（Gate-All-Around，GAA）製程為基礎的MBCFET架構。