晶片七納米製程,是指電晶體之間的間距是七納米,還是電晶體的尺寸

2020-11-30 騰訊網

晶片的納米製程時，先來了解納米的含義，它就是一個長度單位，相當於0.000000001公分，可能我們對數字前面的0沒有感覺。假如一張紙的厚度是0.1毫米，要將這張紙的厚度切成10萬條線，也就相當於1納米。這個長度並不是電晶體的間距，而是電晶體內部電流從起點流向終點要經過一道閘門，而這個閘門的寬度就是晶片中所說的納米單位。電晶體的閘門是整個電路的開關，控制著電晶體的電流。工作都要靠它來完成。當在斷開的狀態下就是0，連接的時候就是1，而矽中的電荷是分為兩種，在N極時就是負電子在活動，在P極時就是正電子在活動。

電晶體越小也就意味著在單個晶圓體上能塞入更多的電晶體，相同晶圓體面積的情況下，這樣就可以以更小的功耗來容納更複雜的電路系統，也就意味著了電路系統集成度更高，能實現更大的運行速率。隨著尺寸的越來越小，要解決的技術問題也就越多，廠商的研發難度也就越高。現在的7nm的製造工藝已經接近物理極限，而臺積電現在已經準備研製5nm製造工藝，真要成功基本算是要突破物理極限了。

隨著半導體工藝的進一步發展到5nm甚至3nm之後，電路中最窄的地方甚至只有十幾個原子的厚度，面臨半導體工藝的極限，量子隧穿效應就會發生，導致漏電流增加。至於摩爾定律還能走多遠，看法並不一致，有預測認為摩爾定律的極限將在2025年左右到來。科研人員不斷用替代材料，矽材料的優勢也在不斷降低！比如全新的III-V族化合物半導體、矽烯等等新的材料的使用，讓所謂的摩爾定律，也在被挑戰！

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    眼看著摩爾定律極限將至，下一步突破，恐怕就要看碳納米管的了。畢竟，晶片製造工藝達到5nm，就意味著單個電晶體柵極的長度僅為10個原子大小。而碳納米電晶體的直徑僅為1nm。並且，仿真實驗的結果表明，用這一方法製造出的碳納米管元件，與基於CMOS(互補式金屬氧化物半導體)的矽元件性能更為接近。具體詳情，一起來看。新的柵極電介質工藝在進入正題之前，不妨先來了解一下柵極電介質。這是位於柵極（gate）和電晶體溝道區域之間的一層絕緣層。
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