據(jù)臺灣經(jīng)濟日報報道,，臺積電2nm工藝取得重大突破,，研發(fā)進度超前，業(yè)界看好其2023年下半年風險試產良率就可以達到90%,。供應鏈透露，有別于3nm和5nm采用鰭式場效應晶體管（FinFET），臺積電的2nm工藝改用全新的多橋通道場效電晶體（MBCFET）架構,。

　　據(jù)悉，臺積電去年成立了2nm專案研發(fā)團隊,，尋找可行路徑進行開發(fā),。考量成本,、設備相容,、技術成熟及效能表現(xiàn)等多項條件,，2nm采以環(huán)繞閘極（GAA）制程為基礎的MBCFET架構，解決FinFET因制程微縮產生電流控制漏電的物理極限問題,。

　　極紫外光（EUV）微顯影技術的提升,，使臺積電研發(fā)多年的納米片（Nano Sheet）堆疊關鍵技術更為成熟，良率提升進度較預期順利,。臺積電此前透露2nm研發(fā)生產將在新竹寶山,，規(guī)劃P1到P4四個超大型晶圓廠，占地90多公頃,。

　　以臺積電2nm目前的研發(fā)進度研判,，供應鏈預計臺積電2023年下半年可望進入風險性試產，2024年正式量產,。今年4月也有報道指出,，臺積電已經(jīng)在研究2024年的2nm iPhone處理器，并且已經(jīng)開始研究2nm以下的節(jié)點,。

　　晶體管是突破先進半導體制程的關鍵,。比如在45nm的階段，業(yè)界引入了high-k值絕緣層/金屬柵極（HKMG）工藝,，在32nm處引入了第二代 high-k 絕緣層/金屬柵工藝,。但當晶體管尺寸小于25nm時，傳統(tǒng)的平面場效應管的尺寸已經(jīng)無法縮小,。

　　加州大學伯克利分校胡正明教授發(fā)明的鰭式場效晶體管（Fin Field-Effect Transistor）解決了這一問題,，其主要思想就是將場效應管立體化，這種新的互補式金氧半導體晶體管,，可以改善電路控制并減少漏電流,，縮短晶體管的閘長。

　　得益于FinFET 的發(fā)明,，2011年英特爾推出了商業(yè)化的22nm FinFET,。此后，基于FinFET業(yè)界將半導體制程從22nm一直向前推進到如今的5nm,。但5nm制程已經(jīng)將晶體管縮至原子級,，硅原子的直徑是0.117nm，3nm差不多是25個硅原子首尾相連的長度,。

　　想要繼續(xù)微縮半導體制程,，需要引入新的技術。臺積電2nm采用的GAA（Gate-all-around,，環(huán)繞閘極）或稱為GAAFET,，它和FinFETs有相同的理念，不同之處在于GAA的柵極對溝道的四面包裹,，源極和漏極不再和基底接觸,。

　　根據(jù)設計的不同,，GAA也有不同的形態(tài)，目前比較主流的四個技術是納米線,、板片狀結構多路橋接鰭片,、六角形截面納米線、納米環(huán),。

　　三星對外介紹的GAA技術是Multi-Bridge Channel FET（MBCFET）,，即板片狀結構多路橋接鰭片。

　　臺積電同樣采用MBCFET架構,。臺積電總裁魏哲家日前于玉山科技協(xié)會晚宴專講時透露,，臺積電制程每前進一個世代，客戶的產品速度效能提升30%- 40%,，功耗可以降低20%-30%,。

　　在GAA技術的采用上，三星更顯激進,。據(jù)悉三星3nm就會導入GAA,，使其3nm工藝相比7nm性能提升35%，功耗降低50%,。但臺積電要到2nm才會導入GAA技術,。

　　GAA可以帶來性能和功耗的降低，但成本也非常高,。市場研究機構International Business Strategies （IBS）給出的數(shù)據(jù)顯示,，28nm之后芯片的成本迅速上升。28nm工藝的成本為0.629億美元,， 5nm將暴增至 4.76 億美元,。三星稱其3nm GAA 的成本可能會超過5億美元。

　　新的晶體管也可能帶來革命性的改變,，雷鋒網(wǎng)今年6月報道,，一種叫做Bizen的晶體管架構，可能從另一方向打破CMOS極限,。