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硬件 5nm手机芯片功耗过高 先进制程只是噱头?( 二 )


然而，随着技术节点的进一步推进，FinFET结构也面临越来越大的困难与挑战 。该结构的制备工艺十分复杂，会给工艺的稳定性方面带来一定困扰，使漏电问题无法得到有效保障 。相比于三面围栅的FinFET结构，GAA技术采用的四面环栅结构，可以更好地抑制漏电流的形成和驱动电流的增大，更有利于实现性能和功耗之间的平衡 。
但是，周鹏也指出：“工艺的不稳定问题对GAA结构来说也同样存在，GAA和FinFET结构要解决的都是漏电问题 。实现GAA工艺的难度并不比FinFET小，它的发展也需要一个技术改进的过程 。GAA结构是在先进制程领域被普遍看好的工艺结构 。但就目前5nm技术节点来说，不采用FinFET而采用GAA，仍是一个值得商榷的问题，毕竟GAA工艺也需要遵循一定的发展规律 。”
摩尔定律将持续演进
芯片的制程越来越小，需要攻克的技术难点就越来越多，成本会变得越来越高昂，但这并不意味着摩尔定律将失效 。芯片的制造工艺仍将不断向更高制程演进 。
对此，周鹏认为，芯片制程将跟随摩尔定律的脚步不断发展 。尽管在发展的过程中，会面临更多技术、成本带来的问题，但是人们对芯片性能的追求已经超过了经济成本的范畴 。“在芯片发展的早期，人们面对的是一个经济问题 。这是因为集成电路芯片在发展初期，是一种需要尽快普及和应用的商业化产品，成本是其大规模应用和推广时要面对的主要问题 。每隔一段时间，单位面积的晶体管数量倍增，带来的直接效应就是成本显著降低 。这推动了芯片的广泛使用 。尺寸微缩带来的性能提升和功耗降低，也是为降低生产成本服务的 。随着芯片渗透至人类生活的方方面面，它已经不是可有可无的商品，而是一个必需品 。人们对芯片的依赖程度越来越高，所以对芯片性能的要求已慢慢超过了对经济成本的要求 。人们愿意花更多的钱去体验更好的性能 。随着技术天花板的到来，人们对性能的追求超过了经济成本的范畴 。”周鹏说道 。
同时，周鹏认为，随着芯片制程发展至5nm节点以下，晶体管沟道长度将进一步缩短，晶体管中电荷的量子遂穿效应将更容易实现 。这些不受控制的隧穿电荷，将导致晶体管产生较大的漏电流，进而使得芯片的功耗问题变得更加严重 。
当然，这些也不是无法攻克的难题 。在未来的技术发展中，为了能够更好地控制芯片功耗，具有更强沟道电流控制能力的GAA结构，将受到更多重视 。事实上，早在三年前，三星便表示将在3nm制程中引入GAA技术，并计划于2022年正式量产 。台积电也于去年宣称，其在2nm制程研发中有重大突破，将选择切入GAA技术 。这些都能说明GAA技术在5nm节点之后的更小的制程中，会受到业界的普遍认可和青睐 。
“但值得注意的是，在半导体领域当中，任何一种技术的迭代更新都需要经历多年的试错和改进 。GAA结构虽然在5nm以下制程中具有较为明显的优势，但它是否能实现预期的高性能和低功耗，还要看其制程中面临的技术难题能否被一一攻克 。”周鹏说道 。
芯片还将向更先进制程发展 。只要将足够的时间留给新技术去更新迭代，很多问题都会迎刃而解 。
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