在集成電路制造工藝升級的過程中，High-K和FinFET的出現(xiàn)對摩爾定律的延續(xù)發(fā)生了重要的作用，并一再打破了過去專家對行業(yè)的預(yù)測。近年來，隨著工藝的進(jìn)一步演進(jìn)，業(yè)界又開始產(chǎn)生了對晶體管能否繼續(xù)縮進(jìn)產(chǎn)生了疑惑。

在今日開幕的CSTIC2018上，F(xiàn)inFET的發(fā)明者胡正明教授發(fā)表了題為《Will Scaling End？What Then？》的演講，探討集成電路制造的發(fā)展方向。

胡教授表示，在1999年的時候，業(yè)界的普遍觀點(diǎn)是晶體管微縮將會在35納米的時候結(jié)束。

然而，就在同一年，UC Berkeley推出了45納米的FinFET晶體管。得益于新的晶體管構(gòu)造模式，器件的性能測試參數(shù)獲得了不錯的效果。

在當(dāng)時，胡正明教授團(tuán)隊即發(fā)現(xiàn)，即使1nm的氧化層也無法消除界面以下數(shù)納米處的漏電，所以他們向DARPA提議了兩種Ultra-thin-body的MOSFET。

其中之一就是堪稱改變整個半導(dǎo)體歷史的FinFET:

另一結(jié)構(gòu)就是UTB-SOI (FDSOI)：

在談到限制Lg微縮的原因，根據(jù)ITRS的的觀點(diǎn)，硅的film/fin/wire能夠減小到6nm。

但是，MoS2、WSe和HfTE等材料的晶體天然厚度就是0.6nm，基于這些材料的2D晶體管擁有更短的Lg和更好的電學(xué)特性，但是制作工藝很困難，想要在12寸wafer上均勻生長其實(shí)有很大的挑戰(zhàn)。

他進(jìn)一步指出，F(xiàn)ull wafer available Seeded CVD MOS2 over SiO2

之后胡教授介紹了堆疊的2D半導(dǎo)體電路

還談到了CVD MoS2 溝道放置在鰭狀Si back gate的FinFET

胡教授強(qiáng)調(diào)了降低IC功耗的重要性

要達(dá)到降低功耗的目的，那就需要從以下三個方向考慮：

首先他分享了關(guān)于降低Vdd的觀點(diǎn)

然后胡教授還談到了負(fù)電容晶體管（NCFET）

他將30納米 FinFET和NCFET做了對比

并進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了NCFET的特性

之后胡教授還介紹了Ferroelectric Negative Capacitance

還做了一個不同電壓下的表現(xiàn)對比

他還總結(jié)了以下幾點(diǎn)

胡教授表示，晶體管微縮會變得越來越慢。

一方面因?yàn)樵拥某叽缡枪潭ǖ?，會達(dá)到物理極限；另一方面光刻和其他制造技術(shù)變得越來越昂貴。但是通過器件創(chuàng)新，cost-power-speed能夠繼續(xù)改進(jìn)。

整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一定能長期增長。不是每個人都會獲益，有輸家和贏家，但是因?yàn)榘雽?dǎo)體體量很大，贏家會很成功。過去幾年半導(dǎo)體產(chǎn)值超過1995年前所有總和，半導(dǎo)體成長不會慢于全球經(jīng)濟(jì)增長，因?yàn)槿藗冃枰悄艿脑O(shè)備。

最后，胡教授就他這個演講，做了一個總結(jié)：