截面分析

这是近50年来，芯片制程的发展曲线 其中第一个采用10000纳米的CPU是英特尔的4004 第一个采用5纳米制程的是水果公司的A14 下面说一下芯片制程到底是什么鬼东西？ 也就是我们所说的7nm、10nm这些到底指的是什么 还有它们都采用了什么工艺 这些工艺大致可分为两类 在22nm之前采用的是平面晶体管工艺 而22纳米到现在的5纳米采用的是3D晶体管工艺 你看这是一个平面晶体管 这是它的源极 这是漏极 这是它的通电沟道 这是绝缘层 这是栅极 当我们给栅极施加电压时 MOS管导通 电子从源极流向漏极 我们所说的制程工艺就是这个沟道的长度 比如这个沟道是90纳米的 我们就说这个芯片采用的是90纳米的制程
虽然说这是平面晶体管 但他的结构也是立体的 之所以说它是平面晶体管 是因为它采用了平面工艺 所制作出来的芯片表面看起来是平坦的 所以说这是平面晶体管 后来之所以又有了3D晶体管，是因为平面晶体管已经满足不了晶体管制程的缩短 当芯片制程缩小到22nm时 由于沟道太短，栅极很难完全关断 因为沟道越短，栅极控制沟道的能力越差 这时候即使把栅极电压去掉之后 它依然有很大的漏电流 为了能关断短沟道晶体管 台湾的胡正明教授发明了鳍式场效应晶体管 又称Finfet 这是一种3D晶体管 Finfet的原理是让这些半导体变薄然后向上凸起 然后再让栅极环绕导电沟道 这样接触的表面积更大一些 做薄之后可以提高晶体管的开关速度
并减少漏电流 同时还可以缩短栅极长度 为了进一步提升开关速度并改善漏电流 还可以把它的导电沟道这些分成三小份 这样更容易关断 这就是胡正明教授伟大的发明鳍式晶体管 之所以说鳍式晶体管 是因为它背面的凸起很像鱼鳍 当制程小于22纳米时 在半导体工艺命名上出现了混乱状态 各个半导体厂商强调的制程没有一个标准 此时几纳米制程仅仅是一个商业名称罢了 已经不代表晶体管的物理尺寸了