2021年3月9日,網傳一則臉書貼文提到半導體的製程與技術,貼文指出:學界評估半導體製程的難度,端看在一平方奈米的面積能放入幾個電晶體閘極;台積電的3奈米製程意味在1平方奈米的面積能放進3個電晶體閘極;中芯的技術已經到達28奈米,一平方奈米可以放28個電晶體閘極;武漢弘芯半導體已經能做到45奈米,而且即將進入90奈米。

流傳貼文截圖:

這個訊息已在line上引起眾多關注,對此,Mygopen透過新興科技媒體中心的協助,整理國立陽明交通大學電子工程學系暨電子研究所教授李鎮宜的回應,針對以下幾則訊息進行解析:

  1. 半導體製程的定義是什麼?
  2. 什麼是高階的半導體製程?
  3. 目前最新的半導體技術挑戰和趨勢為何?
解析:
半導體製程的定義是什麼?

半導體製程主要是將許多電晶體整合在單一晶片上,透過多層金屬導線,連結電晶體的輸入與輸出端,完成複雜的運算與儲存功能。

一般而言多少奈米的製程,所代表的是單一電晶體的通道長度,通道長度越短,電晶體的導通速度越快。

例如,長度為50奈米,只能放入小於50奈米的元件,5奈米的製程方式可放入十個電晶體,但若為7奈米製程,就只能放入七個電晶體。由此例可知奈米製程的數字高,不一定代表可放入較多電晶體。

 

什麼是高階的半導體製程?

半導體採用的製程愈高階,每單位面積晶片上的電晶體密度越高,運算能力與儲存功能也越高。

 

目前最新的半導體技術挑戰和趨勢為何?

目前挑戰有二:

  1. 電晶體元件結構與二維絕緣材料的研發,在縮小元件尺寸的同時,亦能夠兼顧到節能省電,避免因過度耗電無法滿足行動裝置的使用規範。
  2. 在單一晶片上製造十億、百億以上的電晶體,一方面確保製造過程無瑕疵,一方面又要確保效能可以不斷提升。

由於光刻機解析度代表能達到的最小奈米製程尺寸,所以目前晶圓代工產業最重要的是掌握極紫外光(EUV)的先進光刻機。

 

資料來源:新興科技媒體中心《「半導體製程與技術的傳言」之專家意見》。

 

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曾雨涵

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