IBM与Rapidus在多阈值电压GAA晶体管技术的新突破

IBM 与日本芯片制造商 Rapidus 在 2024 IEEE IEDM 国际电子器件会议上，对外展示了双方携手合作所研发的多阈值电压 GAA 晶体管技术成果。该技术上的重大突破预计会被应用于 Rapidus 的 2nm 制程生产流程之中。

IBM 宣称，当制程推进到 2nm 阶段时，晶体管的结构会从长久以来所采用的 FinFET（鳍式场效应晶体管）转换为 GAAFET（全环绕栅极场效应晶体管）。这一转变为制程的迭代更新引发了新的难题：怎样达成多阈值电压，从而让芯片能够在较低的电压环境下执行复杂的运算任务。

鉴于在 2nm 名义制程之下，N 型与 P 型半导体通道彼此间的距离极为狭小，所以需要精准的光刻技术才能够在实现多阈值电压的同时，又不对半导体的性能造成较大的负面影响。不过，IBM 与 Rapidus 引入了两种存在差异的选择性减少层（SLR）芯片构建工艺手段，顺利达成了预期的目标效果。

IBM 研究院高级技术人员 Bao Ruqiang 表示：与上一代 FinFET 相比，Nanosheet 纳米片的构造差异显著，并且可能更具复杂性。我们所提出的新生产流程相较于之前使用的方法更为简便，我们坚信这会使我们的合作伙伴 Rapidus 能够更轻松、更可靠地运用 2 纳米片技术进行大规模的芯片制造工作。