FINFET電晶體3D渲染。用於製造納米級半導體晶片和集成電路的場效應電晶體。（圖片來源：©Ascannio-stock.adobe.com)
自從半導體取得突破以來，縱觀集成電路設計的歷史，摩爾定律——一塊矽片上的電晶體數量每兩年就會翻一番的結果一直保持不變。可以肯定地說，這一觀點是正確的。
隨著晶片製造廠開發出越來越多的先進工藝節點來滿足消費者的需求，當今先進處理器的電晶體數量已達數百億。這與20世紀70年代中期僅有幾千個電晶體的處理器相去甚遠，即使是當時最先進的處理器。
驅動半導體工業並使今天的晶片成為可能的關鍵技術趨勢之一是採用finFET工藝。
什麼是finFET？
與傳統的二維平面電晶體不同，finFET（翅片場效應電晶體）是一種具有提升溝道（「翅片」）的三維電晶體，柵極環繞該溝道。
臺積電於2002年12月展示了第一個僅在0.7V電壓下就能工作的25nm finFET電晶體。然而，直到2012年，第一片商用22納米finFET才問世，隨後對finFET架構的改進使其在提高性能和縮小面積方面取得了長足的進步。
由於它們的結構，finFET只有較低的漏電流，並實現更高的器件密度。它們也在較低的電壓下工作，並提供較高的驅動電流。所有這些加在一起意味著可以將更多的性能打包到更小的區域中，從而降低單位性能的成本。
finFET與平面電晶體（如MOSFET）
由於各種原因，設計師選擇使用finFET器件而不是傳統的平面電晶體，如MOSFET。增加計算能力意味著增加計算密度。當然需要更多的電晶體來實現這一點，這將導致更大的晶片。然而，出於實際原因，保持面積大致相同是很重要的。
獲得更高計算能力的一種方法是縮小電晶體的尺寸，但隨著電晶體尺寸的減小，漏極和源極之間的距離縮小會降低柵極控制溝道區域電流流動的能力。因此，平面MOSFET會受到短溝道效應的影響。
總之，與傳統的平面MOSFET技術相比，finFET器件具有優越的短溝道特性、較低的開關時間和較高的電流密度。
平面場效應電晶體圖示。紅色虛線表示翅片與finFET上的柵極相交的位置。（圖片來源：Synopsys）
finFET的優缺點
與其它電晶體技術相比，finFET具有幾個關鍵優勢，使其非常適合用於功率和性能更重要的應用：
更好的溝道控制
短溝道效應的抑制
更快的切換速度
更高的漏極電流
低開關電壓
低功耗
不過，它們並不完美。它們的一些缺點包括：
電壓閾值難以控制
三維輪廓導致更高的寄生參數
結電容更高
製造成本高
接近極限
儘管finFET已經廣泛應用，但他們很快就會到達極限，並將停止縮小。預計這項技術在5nm工藝之外不會有太多用途。考慮到許多晶片製造廠已經達到這一工藝，並且正在朝著3nm的方向前進，我們很快就會找到它的繼任者。
在此期間，出於經濟原因，一些晶圓廠可能會在同一節點停留更長時間。另一方面，由於處理器的特性，其它公司將被迫採用新技術。
然而，目前還不知道在當前的finFET之後會發生什麼。許多晶圓廠正在試驗新的和新穎的技術，如納米片，而另一些晶圓廠則試圖找到一種解決辦法，使finFET達到3nm。其中一個解決方法是轉移到鍺材料p通道，以提供性能提升，但也有集成的挑戰。
一種很有前途的技術是全柵（GAA）電晶體。這在柵極和通道之間提供了最顯著的電容耦合。砷化鎵場效應電晶體的問題是，這只是一個暫時的解決方案；它可能只持續幾十年。然而，它很可能是finFET的未來替代品，至少在有人提出一種全新的電晶體結構之前是這樣。