胡正明最新分享：晶體管微縮會終結嗎？

在集成電路製造工藝升級的過程中，High-K和FinFET的出現對摩爾定律的延續發生了重要的作用，並一再打破了過去專家對行業的預測。近年來，隨著工藝的進一步演進，業界又開始產生了對晶體管能否繼續縮進產生了疑惑。

在今日開幕的CSTIC2018上，FinFET的發明者胡正明教授發表了題為《Will Scaling End？What Then？》的演講，探討集成電路製造的發展方向。

胡教授表示，在1999年的時候，業界的普遍觀點是晶體管微縮將會在35納米的時候結束。

然而，就在同一年，UC Berkeley推出了45納米的FinFET晶體管。得益於新的晶體管構造模式，器件的性能測試參數獲得了不錯的效果。

在當時，胡正明教授團隊即發現，即使1nm的氧化層也無法消除界面以下數納米處的漏電，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體歷史的FinFET:

另一結構就是UTB-SOI (FDSOI)：

在談到限制Lg微縮的原因，根據ITRS的的觀點，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，基於這些材料的2D晶體管擁有更短的Lg和更好的電學特性，但是製作工藝很困難，想要在12寸wafer上均勻生長其實有很大的挑戰。

他進一步指出，Full wafer available Seeded CVD MOS2 over SiO2

之後胡教授介紹了堆疊的2D半導體電路

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

胡教授強調了降低IC功耗的重要性

要達到降低功耗的目的，那就需要從以下三個方向考慮：

首先他分享了關於降低Vdd的觀點

然後胡教授還談到了負電容晶體管（NCFET）

他將30納米 FinFET和NCFET做了對比

並進一步強調了NCFET的特性

之後胡教授還介紹了Ferroelectric Negative Capacitance

還做了一個不同電壓下的表現對比

他還總結了以下幾點

胡教授表示，晶體管微縮會變得越來越慢。

一方面因為原子的尺寸是固定的，會達到物理極限；另一方面光刻和其他製造技術變得越來越昂貴。但是通過器件創新，cost-power-speed能夠繼續改進。

整個半導體產業一定能長期增長。不是每個人都會獲益，有輸家和贏家，但是因為半導體體量很大，贏家會很成功。過去幾年半導體產值超過1995年前所有總和，半導體成長不會慢於全球經濟增長，因為人們需要更智能的設備。

最後，胡教授就他這個演講，做了一個總結：

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