臺日合作！新一代電晶體架構曝光 臺積電2奈米穩了

全球晶圓代工龍頭臺積電將在2奈米採用GAA技術。(圖/達志影像)

晶圓代工領域走入先進製程技術，目前美國半導體巨頭英特爾仍在爲7奈米制程研發傷透腦筋，全球晶圓代工龍頭臺積電與競爭對手、南韓科技大廠三星電子較勁，除了先進封裝技術，製程採用技術更是市場焦點，三星聲稱將在3奈米制程採用環繞閘極技術（Gate-All-Around,GAA），臺積電則是考慮進入2奈米制程才導入。外媒報導指出，臺灣與日本半導體業界研發，將帶來新一代電晶體，有望實現2奈米制程。

據《日經中文網》報導，日本產業技術綜合研究所與臺灣半導體研究中心（TSRI）合作，開發新一代電晶體結構。如果採用這項技術，這對於先進製程技術對於摩爾定律極限突破帶來重大影響，這份多層鍵合與異質整合的研究有望帶來可行性參考。

這項技術是將矽（Si）和鍺（Ge）等不同材料從上下方堆疊，從「n型」和「p型」場效應電晶體（FET）靠近、名爲「CFET」結構。日本產業技術綜合研究所表示，這技術是全球創舉。CFET結構電晶體效能更高、面積更小，有助於2奈米以下製程的新一代半導體技術，預計在2024年以後運用，並在未來3年內提供民間企業技轉。

臺積電2月9日董事會決議，覈准於日本投資設立一百分之百持股之子公司，實收資本額不超過日幣186億元（約美金1億8,600萬元），以擴展本公司之3DIC材料研究。臺積電董事長劉德音提及，臺積電在新材料技術創新，包括六方氮化硼（hBN）已接近實現量產，與臺灣學界團隊合作成功以大面積晶圓尺寸生長單晶氮化硼等。

劉德音先前接受2021年國際固態電路會議（ISSCC 2021）開場線上專題演說時指出，臺積電3奈米制程計劃比預期早一些，未來主要製程節點將如期生產。臺積電3奈米制程預計今年下半年試產，明年下半年進入量產。

至於2奈米制程，臺積電將轉向採用GAA的奈米片架構，提供比FinFET架構更多的靜電控制，改善晶片整體功耗。

劉德音指出，系統整合是半導體未來發展方向，Chiplet（小晶片）是能讓技術朝向正確方向發展的關鍵，而臺積電SoIC先進封裝技術可實現3D晶片堆疊。