台湾集成电路制造公司(TSMC)12日发表已使用现有的生产线设备开发出经过功能验证的鳍式场效晶体管 (Fin Field-effect transistor)组件雏型,此一新的互补式金氧半导体(CMOS)晶体管其闸长已可小于25奈米,未来预期可以进一步缩小至9奈米,大约是人类头发宽度的一万分之一。由于此一半导体技术上的突破,未来芯片设计人员可望能够将超级计算机设计成只有指甲般大小。FinFET系源自于目前传统标准的晶体管-场效晶体管 (Field-effect transistor)的一项创新设计。在传统晶体管结构中,控制电流通过的闸门,只能在闸门的一侧控制电路的接通与断开。在FinFET的架构中,闸门成类似鱼鳍的叉状,可于电路的两侧控制电路的接通与断开。这种设计大大改善了电路的可控性并且减少其漏电流(leakage),也可以大幅缩短晶体管的闸长。
台积公司技术长胡正明博士表示,台积公司在一段时间之前即已验证闸长35奈米FinFET的可行性,最近更进一步发展出效能更好、闸长小于25奈米的FinFET。此外,根据台积公司的研发仿真数据显示,相同结构的FinFET未来其闸长可望进一步再缩小到9奈米而且在一般电性参数下运作。
半导体产业的技术专家及分析师一直以来都不断尝试解决目前半导体制造的主流技术--CMOS,未来在物理学上难以克服的障碍与瓶颈。因此,有许多不同于CMOS的技术被发展出来试图解决此一困境。然而,与CMOS比较起来,这些技术目前都需花费更大的成本及面临极大的生产制造问题,所以,并不适用于大规模生产制造半导体组件的经济效益。台积公司成功使用现有生产设备做出的FinFET,证明传统晶体管在CMOS制程微缩化过程中遭遇的漏电流或过热等问题所造成的瓶颈可望得到解决,预计可以使CMOS制程生产技术再延伸约二十年以上,也将为半导体产业带来新的前景。
台积公司将在六月十一日起于夏威夷所举行的「超大规模集成电路技术研讨会」(VLSI Technology Symposium )中,发表FinFET的相关论文,该论文将报告台积公司经过功能验证,闸长仅有35奈米的FinFET,其P型及N型晶体管分别通过功能测试,电流强度及漏电流方面符合半导体产业技术蓝图所设立的标准。