台积电7nm工艺_7nm工艺意味着什么

　　现在看到手机发布会，很多厂商在介绍处理器的时候总会蹦出“FinFet工艺制造”之类的名词，那到底什么是FinFET工艺，到底有什么优势让国际大厂趋之若鹫？

　　FinFET工艺的概念

　　FinFET称为鳍式场效应晶体管（FinField-EffectTransistor），是由美籍华人科学家胡正明教授提出的，其中的Fin在构造上与鱼鳍非常相似，所以称为“鳍式”，而FET的全名是“场效电晶体”。

　　FinFET是一种新的互补式金属氧半导体（CMOS）晶体管，源自于传统标准的晶体管—“场效晶体管”的一项创新设计。

　　传统晶体管结构是平面的，所以只能在闸门的一侧控制电路的接通与断开。但是在FinFET架构中，闸门被设计成类似鱼鳍的叉状3D架构，可于电路的两侧控制电路的接通与断开。这种叉状3D架构不仅能改善电路控制和减少漏电流，同时让晶体管的闸长大幅度缩减。

　　最早使用FinFET工艺的是英特尔，他们在22纳米的第三代酷睿处理器上使用FinFET工艺，随后各大半导体厂商也开始转进到FinFET工艺之中，其中包括了台积电16nm、10nm、三星14nm、10nm以及格罗方德的14nm。

　　不过FinFET工艺的极限是7nm制程，第一代的7nm工艺还将会继续使用FinFET工艺，但是接下来就需要依赖极紫外光刻机了。

　　FinFET工艺的制造

　　前面提到的FinFET可以理解为立体的晶体管，传统平面的晶体管所采用的是FD-SOI工艺。虽然这几年的FinFET工艺占据了大多数人的视线，但是FD-SOI工艺依然非常重要。

　　如果要是FinFET工艺核FD-SOI达到相同性能，FD-SOI工艺在制造过程中相对简单，但是SOI基片价格稍贵，而FinFET工艺虽然制造过程更为复杂，但是由于基片价格便宜，让两者的实际制造成本相差不大。

　　前面提到FinFET的制造工艺是非常复杂的，Intel的Mark Bohl在2016年的一个访谈中聊到了FinFET技术，并提到Intel将会继续使用SADP （Self-Aligned Double Patterning）工艺。

　　其中的Double Patterning是目前主流的FinFET制造工艺。它的原理就是先pattern一批80nm精度的图样，然后再交错Pattern一批80nm精度的图样;在两次光刻之后，就可以将精度提升到40nm。

　　特尔的做法就是先用普通精度的光刻可出一堆“架子”，然后在架子上沉淀一层很薄的硅，再选择性的使用把多余的材料弄走，剩下立着的就是超薄的Fin了。准确点来说，这个Fin不是刻出来的，而是长出来的。