LED半導體照明網訊 半導體業(yè)界已發(fā)展出運用FinFET的半導體制造技術，對制程流程、設備、電子設計自動化、IP與設計方法產生極大變化。特別是IDM業(yè)者與晶圓代工廠正競相加碼研發(fā)以FinFET生產應用處理器的技術，促使市場競爭態(tài)勢急速升溫。

過去數(shù)10年來，互補式金屬氧化物半導體(CMOS)平面電晶體一直是電子產品的主要建構材料，電晶體幾何結構則一代比一代小，因此能開發(fā)出高效能且更便宜的半導體晶片。

然而，電晶體在空間上的線性微縮已達極限，電晶體縮小到20奈米(nm)以下，會降低通道閘極控制效果，造成汲極(Drain)到源極(Source)的漏電流增加，并引發(fā)不必要的短通道效應(ShortChannelEffect)，而電晶體也會進入不當關閉狀態(tài)，進而增加電子裝置待機耗電量。所幸立體式的鰭式電晶體(FinFET)技術出現(xiàn)后發(fā)揮作用，在FinFET結構中，由于通道被三層閘極包覆，可更有效壓制關閉狀態(tài)漏電流。

三層閘極還能讓裝置在「開機狀態(tài)」下增強電流，又稱為驅動電流(DriveCurrent)。這些優(yōu)點能轉換為更低的耗電與更高的裝置效能。3DFinFET裝置預料將比傳統(tǒng)使用2D平面電晶體的產品更為精實，如此一來晶粒的整體尺寸也會更小。整體而言，F(xiàn)inFET技術能減少晶片漏電流、提高效能并縮小晶粒尺寸，將成為未來10年最重要的半導體制造技術，帶動系統(tǒng)單晶片(SoC)產業(yè)成長。

　　FinFET點燃晶圓代工廠戰(zhàn)火

綜觀全球市場，英特爾(Intel)是唯一完成FinFET制程技術實作的制造商。該公司自2012年初即采用自有的第一代22奈米FinFET技術，生產IvyBridge中央處理器(CPU)。雖然目前英特爾以FinFET技術生產的SoC僅限于PC和其特有的伺服器應用產品，然而其已宣布將延伸至行動裝置應用處理器的開發(fā)。英特爾更可望依循摩爾定律(Moore’sLaw)，于2013年第四季前將FinFET生產移轉至第二代14奈米制程。

未來幾年內，愈來愈多頂尖IC設計業(yè)者將擴大投資并導入FinFET技術，以制造更先進的智慧型手機和平板應用處理器(圖1)。為因應客戶需求，臺積電、格羅方德(GLOBALFOUNDRIES)與三星(Samsung)等主要晶圓代工廠已積極排定FinFET量產時程，最快可望于2013年第三季開始試產FinFET制程，準備好投入量產則將在2014年第三季以后，如圖2為英特爾與晶圓代工業(yè)者的FinFET制程生產時間表預測；屆時，IC設計業(yè)者與晶圓代工廠合作下，將推出以FinFET技術為基礎的應用處理器，與IDM業(yè)者共同角逐市場商機。

2007～2017年半導體委外服務產值預測資料來源：Gartner

在FinFET制程技術方面，多數(shù)晶圓代工廠選擇在晶圓前段閘極制程(FEOL)采用14奈米FinFET技術，后段互連制程(BEOL)則仍使用20奈米。就某種程度而言，混合式的第一代14奈米FinFET制程，其實就是20奈米電晶體技術，再加上能持續(xù)提升效能與耗電效率的新型裝置結構。

此種混搭制作方法或許不能在設計上縮小晶粒尺寸，但效能提高、減少電力消耗與縮短上市所需時間等優(yōu)點，足以讓許多一線IC設計業(yè)者決定采用FinFET技術。此外，臺積電與格羅方德最近皆宣布，有意在14奈米FinFET技術上線2年后推動10奈米制程。

檢視各家晶圓廠FinFET量產時間表，以及用來指涉16、14及10奈米制程的相關名稱，因其系出于行銷需求，所以不具重大意義。一般咸認，晶圓代工廠的第一代16/14奈米FinFET制程會較近似英特爾的22奈米制程，而晶圓代工廠10奈米的第二代FinFET制程，則比較接近英特爾14奈米的第二代FinFET技術。