台日合作！新一代电晶体架构曝光 台积电2奈米稳了

全球晶圆代工龙头台积电将在2奈米采用GAA技术。(图/达志影像)

晶圆代工领域走入先进制程技术，目前美国半导体巨头英特尔仍在为7奈米制程研发伤透脑筋，全球晶圆代工龙头台积电与竞争对手、南韩科技大厂三星电子较劲，除了先进封装技术，制程采用技术更是市场焦点，三星声称将在3奈米制程采用环绕闸极技术（Gate-All-Around,GAA），台积电则是考虑进入2奈米制程才导入。外媒报导指出，台湾与日本半导体业界研发，将带来新一代电晶体，有望实现2奈米制程。

据《日经中文网》报导，日本产业技术综合研究所与台湾半导体研究中心（TSRI）合作，开发新一代电晶体结构。如果采用这项技术，这对于先进制程技术对于摩尔定律极限突破带来重大影响，这份多层键合与异质整合的研究有望带来可行性参考。

这项技术是将矽（Si）和锗（Ge）等不同材料从上下方堆叠，从「n型」和「p型」场效应电晶体（FET）靠近、名为「CFET」结构。日本产业技术综合研究所表示，这技术是全球创举。CFET结构电晶体效能更高、面积更小，有助于2奈米以下制程的新一代半导体技术，预计在2024年以后运用，并在未来3年内提供民间企业技转。

台积电2月9日董事会决议，核准于日本投资设立一百分之百持股之子公司，实收资本额不超过日币186亿元（约美金1亿8,600万元），以扩展本公司之3DIC材料研究。台积电董事长刘德音提及，台积电在新材料技术创新，包括六方氮化硼（hBN）已接近实现量产，与台湾学界团队合作成功以大面积晶圆尺寸生长单晶氮化硼等。

刘德音先前接受2021年国际固态电路会议（ISSCC 2021）开场线上专题演说时指出，台积电3奈米制程计划比预期早一些，未来主要制程节点将如期生产。台积电3奈米制程预计今年下半年试产，明年下半年进入量产。

至于2奈米制程，台积电将转向采用GAA的奈米片架构，提供比FinFET架构更多的静电控制，改善晶片整体功耗。

刘德音指出，系统整合是半导体未来发展方向，Chiplet（小晶片）是能让技术朝向正确方向发展的关键，而台积电SoIC先进封装技术可实现3D晶片堆叠。