未来的晶体管会是什么样？

未来的晶体管会是什么样？

在比利时安特卫普举行的ITF World 2023上，英特尔技术开发总经理Ann Kelleher概述了英特尔在几个关键领域的最新进展，最有趣的是英特尔将在未来采用堆叠CFET晶体管。这标志着英特尔首次在其公开演讲中展示这种新型晶体管，但Kelleher没有提供量产日期或确切的时间表。

在这里，我们可以看到幻灯片的放大版本，在新型晶体管周围增加了一个环。幻灯片底部的前两种晶体管类型是较旧的变体，而“2024”条目代表英特尔的新 RibbonFET 晶体管，我们过去已经广泛介绍了这些晶体管。英特尔的第一代设计采用“Intel 20A”制程节点，具有4个堆叠的纳米片，每个纳米片被一个栅极完全包围。Kelleher说，这种设计有望在2024年首次亮相。RibbonFET采用全环栅（GAA）设计，可同时提高晶体管密度和性能，例如更快的晶体管切换，同时使用与多个鳍片相同的驱动电流，但面积更小。

Kelleher的幻灯片还展示了下一代英特尔的GAA设计 - 堆叠式CFET（互补FET），该晶体管设计已经在imec的路线图上出现了一段时间，但我们还没有在英特尔之前的幻灯片上看到它，也没有听到该公司表示计划采用这种设计。imec研究所主要研究未来的技术，并与行业合作，使其开花结果。

当然，英特尔的风格化渲染和我们在上面第一张图片中包含的imec CFET渲染之间存在一些差异，但英特尔的图像很好地表达了一点 ——这种设计允许该公司堆叠8个纳米片，是RibbonFET使用的4个纳米片的两倍，从而增加了晶体管密度。在上面的图片中，还有另外三种类型的英特尔晶体管的图像——平面场效应管、鳍式场效应晶体管和带状场效应晶体管。

CFET晶体管将n和pMOS器件堆叠在一起，以实现更高的密度。目前正在研究两种类型的CFET——整体式和顺序式。上图右侧的四个器件详细介绍了各种建议的CFET设计。目前，尚不清楚英特尔将采用哪种类型的设计，或者是否会有新的设计类型。鉴于imec在其路线图上没有CFET，直到2032年芯片缩小到5埃时，我们可能需要一段时间才能找到答案。

也就是说，不能保证英特尔会在那个时间范围内瞄准CFET：有趣的是，英特尔的幻灯片显示了其下一代GAA纳米片晶体管（RibbonFET），然后直接跳到CFET，省略了GAA叉片晶体管，大多数人认为这将是纳米片和CFET之间的过渡。您还可以在上面的幻灯片中看到这种类型的晶体管，它是左起第二个。

由于英特尔的幻灯片不是很详细，该公司可能还计划在转向CFET之前使用叉片晶体管，但它尚未选择分享细节。我们正在跟进英特尔，看看我们是否可以了解更多细节。 

Kelleher的演讲还涵盖了多个主题，包括随着时间的推移，每个晶体管支付的成本下降，晶体管可靠性随着时间的推移而提高，封装过程日益复杂，以及转向系统技术协同优化方法对英特尔设计工作的重要性。

Kelleher的演讲是在imec的ITF世界会议上进行的，她以回忆自己在imec的历史开始了她的演讲, 她大约在30年前第一次在imec工作，最终在该科研巨头工作了两年。英特尔与imec在过去30年中也有着长期的合作关系，这项工作一直持续到今天。

imec是世界上最重要的科研机构之一，您可以把imec想象成一个“硅瑞士”，某种意义上的。Imec是该行业进步的基石，将AMD、英特尔、英伟达、台积电和三星等激烈竞争对手与ASML和应用材料公司等半导体设备制造商聚集在一起，还有Cadence和Synopsys等关键半导体软件（EDA）设计公司。这种合作使各方能够共同定义下一代设备和软件的路线图，他们将用于设计和制造为世界发展提供动力的芯片。

审核编辑：刘清