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在微芯片领域，争夺速度最快、精度最高且能效最佳的集成电路已成为全球制造巨头的焦点。为了在竞争中占据优势，芯片制造商纷纷寻求创新，将新颖的晶体管设计结构融入其尖端技术中。当前，备受瞩目的全环绕栅极晶体管（GAA）技术，正被台积电、三星及英特尔等业界领军企业列为未来几年的重要采用对象。
一，晶体管简介晶体管，作为现代电子产品的核心元件，是一种能够放大或切换电信号的半导体器件。它不仅构成了芯片的基础，还是众多高科技产品不可或缺的组成部分。如今，主流芯片内部集成了数十亿个这样的晶体管，共同构成了数字世界的基石。
二，晶体管的工作原理晶体管在芯片中扮演着电流开关的角色，通过其栅极的控制，可以实现电流的通断。当栅极打开时，电流得以顺畅通过；而关闭栅极则能阻止电流的流动。这种工作机制使得每个晶体管都能在0和两种状态之间切换，从而存储和处理大量的数字信息。三，全环栅(GAA)纳米片场效应晶体管(FET)概览全环栅(GAA)纳米片场效应晶体管(FET)代表着晶体管技术的最新突破，已逐渐成为业界的新宠，助力我们跨越5纳米技术节点，并进一步拓展FinFET的逻辑边界。尽管全环栅晶体管的研究历程已久，但其真正的革新之处在于近期提出的基于44/48纳米CPP缩放间距的性能基准，这标志着行业迈向新篇章。
为了更深入地理解全环栅纳米片FET所带来的优势，我们有必要回顾一下当前FinFET所面临的挑战，以及行业创新的发展脉络。历史上，芯片架构的创新往往受到短通道效应(SCE)的推动，它对功率性能面积(PPA)的扩展起到了关键作用。当沟道长度与源极-漏极损耗层相当接近时，SCE便开始显现。
多年来，行业通过应力技术、高k金属栅极等创新手段实现了技术的持续缩放。而FinFET的诞生，则标志着晶体管架构上的首次重大变革，其三栅极设计使得栅极长度的缩放得以延续至多代产品。如今，全环栅纳米片FET的诞生，再次为晶体管技术带来了结构上的颠覆性创新。
四.GAA工艺的挑战相较于FinFET，GAA工艺面临着多方面的难点。由于全环栅纳米片FET需要更精细的开槽和间距控制，其工艺复杂性和步骤均大幅增加，对精密计量和严格检测提出了更高要求。在材料和工艺层面，GAA的难点主要体现在以下几个方面：
（）EpiNanosheet：在硅基底上外延生长Si/SiGe叠层，需要精准把控外延沉积的厚度，这是工艺上的一个关键挑战。（2）recessingSiGe：开槽SiGe后，刻蚀完SiGe并在其表面沉积一层介质绝缘层，以实现良好的隔离效果。（3）recessingSiDepositingsourcedrain：在侧面刻蚀挖孔并沉积掺杂硅，经过清洗后完成源漏掺杂硅的沉积，这是形成GAA结构的关键步骤。（4）removingSiGechannels：为了构建GAA结构，必须精确去除SiGe材料，同时确保对器件的源、漏无影响，这无疑增加了工艺的复杂性。（5）TuningGate：在源、漏电极表面沉积电极金属，并精确计算沉积金属的厚度，以实现理想的栅极调控效果，这一步骤的工艺难度也相当大。
五.GAA的商业进展GAA工艺在3nm以下的制程中发挥着关键作用，目前，台积电、三星和英特尔是该领域的主要布局者。（）三星：作为最早宣布量产GAA的厂商，三星计划在年量产2nm的GAA器件，并在年宣布将在3nm节点引入这一结构。
（2）台积电：台积电选择了一种更为稳健的策略，在3nm制程中继续使用FinFET，并计划在2nm制程时全面转向GAA工艺。
（3）英特尔：英特尔预计在-年全面引入RibbonFET（即GAAFET），并配合自研的背面供电技术，旨在实现对台积电的超越。
六.国内相关厂商的角色GAA工艺的核心在于多次的刻蚀和沉积，这一过程主要通过原子层沉积（ALD）技术来完成。在此过程中，北方华创、拓荆科技、中微公司以及微导纳米等厂商提供了关键的刻蚀和沉积设备。同时，概伦电子和华大九天等公司则提供了EDA芯片设计软件的支持。此外，柏诚股份的洁净室技术也为GAA工艺的研发和生产提供了重要的保障。
