為什麼說7nm是物理極限

㈠ 為什麼說7nm是半導體工藝的極限，但現在又被突破了

適用了20餘年的摩爾定律近年逐漸有了失靈的跡象。從晶元的製造來看，7nm就是硅材料晶元的物理極限。不過據外媒報道，勞倫斯伯克利國家實驗室的一個團隊打破了物理極限，採用碳納米管復合材料將現有最精尖的晶體管製程從14nm縮減到了1nm。那麼，為何說7nm就是硅材料晶元的物理極限。

晶元的製造工藝常常用90nm、森姿65nm、40nm、28nm、22nm、14nm來表示，比如Intel最新的六代讓困酷睿系列CPU就此滑絕採用Intel自家的14nm製造工藝。現在的CPU內集成了以億為單位的晶體管，這種晶體管由源極、漏極和位於他們之間的柵極所組成，電流從源極流入漏極，柵極則起到控制電流通斷的作用。

而所謂的XX nm其實指的是，CPU的上形成的互補氧化物金屬半導體場效應晶體管柵極的寬度，也被稱為柵長。

柵長越短，則可以在相同尺寸的矽片上集成更多的晶體管——Intel曾經宣稱將柵長從130nm減小到90nm時，晶體管所佔得面積將減小一半；在晶元晶體管集成度相當的情況下，使用更先進的製造工藝，晶元的面積和功耗就越小，成本也越低。

柵長可以分為光刻柵長和實際柵長，光刻柵長則是由光刻技術所決定的。 由於在光刻中光存在衍射現象以及晶元製造中還要經歷離子注入、蝕刻、等離子沖洗、熱處理等步驟，因此會導致光刻柵長和實際柵長不一致的情況。另外，同樣的製程工藝下，實際柵長也會不一樣，比如雖然三星也推出了14nm製程工藝的晶元，但其晶元的實際柵長和Intel的14nm製程晶元的實際柵長依然有一定差距。