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          胡正明續(xù)寫(xiě)摩爾傳奇 FinFET/FD-SOI廠商如何押寶?

          作者: 時(shí)間:2017-02-15 來(lái)源:EEFOCUS 收藏

            近日格羅方德12英寸晶圓廠落戶中國(guó)成都引起業(yè)界關(guān)注,為何?因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/FD-SOI">FD-SOI技術(shù)。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201702/343986.htm

            眾所周知,當(dāng)柵極長(zhǎng)度逼近20nm大關(guān)時(shí),對(duì)電流控制能力急劇下降,漏電率相應(yīng)提高。恰是半導(dǎo)體微縮時(shí)代續(xù)命的高招。

            盡管師出同門(mén),但是,兩者卻被“陣營(yíng)化”,陣營(yíng)占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。格羅方德是為數(shù)不多的FD-SOI技術(shù)堅(jiān)守與推動(dòng)者了。FD-SOI能是否叫板FinFET?希望格羅方德12英寸晶圓廠能給出答案。

            今天我們就來(lái)談?wù)凢inFET與FD-SOI技術(shù)的發(fā)明者胡正明教授。

            

          胡正明續(xù)寫(xiě)摩爾傳奇 FinFET/FD-SOI廠商如何押寶?

           

            胡正明,1947年7月出生于北京豆芽菜胡同,在臺(tái)灣長(zhǎng)大,1973年獲美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校博士學(xué)位,曾任臺(tái)積電首席技術(shù)官?,F(xiàn)任美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校杰出講座教授、北京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系兼職教授、中國(guó)科學(xué)院微電子所榮譽(yù)教授、臺(tái)灣交通大學(xué)(新竹)微電子器件榮譽(yù)教授、1991-1994年任清華大學(xué)(北京)微電子學(xué)研究所榮譽(yù)教授。1997年當(dāng)選為美國(guó)工程科學(xué)院院士。2007年當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院外籍院士。FinFET技術(shù)發(fā)明人、FD-SOI工藝發(fā)明人、國(guó)際微電子學(xué)家。

            1999年,胡正明教授在美國(guó)加州大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)著一個(gè)由美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局出資贊助的研究小組,當(dāng)時(shí)他們的研究目標(biāo)是CMOS技術(shù)如何拓展到25nm及以下領(lǐng)域。因?yàn)楫?dāng)柵極長(zhǎng)度逼近20nm大關(guān)時(shí),對(duì)電流控制能力急劇下降,漏電率相應(yīng)提高。傳統(tǒng)的平面MOSFET結(jié)構(gòu)中,已不再適用。而到2010年時(shí),Bulk CMOS(體硅)工藝技術(shù)會(huì)在20nm走到盡頭。

            胡教授提出了有兩種解決途徑:一種立體型結(jié)構(gòu)的FinFET晶體管(鰭式晶體管,1999年發(fā)布),另外一種是基于SOI的超薄絕緣層上硅體技術(shù) (UTB-SOI,也就是FD-SOI晶體管技術(shù),2000年發(fā)布)。

            FinFET和FD-SOI工藝的發(fā)明得以使10nm/14nm/16nm摩爾定律在今天延續(xù)傳奇。

            也正是因?yàn)镕inFET技術(shù),美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬于2016年5月19日在白宮為胡正明頒發(fā)美國(guó)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)隆?/p>

            下面我們就簡(jiǎn)單看看FinFET與FD-SOI技術(shù)。

            對(duì)于MOS而言,左邊為源極,右邊為漏極(也稱為汲極),中間為柵極(也稱為閘極),柵極下方有一層厚度很薄的氧化物。因?yàn)橹虚g由上而下依序?yàn)榻饘?、氧化物、半?dǎo)體,因此稱為MOS。

            隨著晶體管尺寸的縮小,源極和柵極的溝道不斷縮短,當(dāng)溝道縮短到一定程度的時(shí)候,量子隧穿效應(yīng)就會(huì)變得極為容易。換言之,就算沒(méi)有加電壓,源極和漏極都可以認(rèn)為是互通的,晶體管就失去了本身開(kāi)關(guān)的作用,沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)邏輯電路。

            FinFET

            由胡正明、Tsu-Jae King-Liu、Jeffrey Bokor 等三位教授發(fā)明了,實(shí)現(xiàn)了兩點(diǎn)突破,一是把晶體做薄后解決了漏電問(wèn)題,二是向上發(fā)展,晶片內(nèi)構(gòu)從水平變成垂直即二維變成三維。

            FinFET結(jié)構(gòu)看起來(lái)像魚(yú)鰭,所以也被稱為鰭型結(jié)構(gòu),其最大的優(yōu)點(diǎn)是Gate三面環(huán)繞D、S兩極之間的溝道(通道),實(shí)際的溝道寬度急劇地變寬,溝道的導(dǎo)通電阻急劇地降低,流過(guò)電流的能力大大增強(qiáng);同時(shí)也極大地減少了漏電流的產(chǎn)生,這樣就可以和以前一樣繼續(xù)進(jìn)一步減小柵長(zhǎng)。

            

          胡正明續(xù)寫(xiě)摩爾傳奇 FinFET/FD-SOI廠商如何押寶?

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