FinFET,鳍式场效应晶体管,是一种互补式金氧半导体晶体管,是传统场效应晶体管(FET)的创新设计。与传统的二维晶体管相比,FinFET是一种三维晶体管,其电路控制、漏电流等性能得到大幅提升。
根据摩尔定律,集成电路上的晶体管数量每约18个月会增加一倍。随着芯片制程工艺越来越先进,集成电路上晶体管数量持续增多,目前已经达到百亿级别,晶体管在性能提高的同时,尺寸不断缩小。MOSFET是传统的二维金氧半导体场效应晶体管,随着尺寸缩小,漏极与源极之间距离缩短,导致短沟道效应产生,其漏电流概率提升、电子迁移率降低,无法保证晶体管性能稳定性。
2011年,英特尔率先推出商业化FinFET,应用在22nm芯片上,之后,台积电、三星等半导体企业均采用FinFET工艺来生产芯片。2012年以来,全球FinFET市场规模持续扩大。目前,FinFET工艺被广泛应用在22nm、14nm、7nm、5nm等芯片制造中。
在全球范围内,FinFET相关厂商主要有美国英特尔、美国高通、美国格罗方德、美国赛灵思、英国ARM公司、韩国三星、中国台湾台积电、中国台湾联发科等。
我国大陆地区芯片研发、制造技术与美国、韩国、中国台湾地区相比存在较大差距,一直以来,未能实现FinFET批量化生产。近年来,在国家政策的支持下,我国芯片研发、制造能力不断提升,目前中芯国际已经实现14nm芯片量产。在14nm及以下制程芯片制造中,FinFET不可或缺,我国必须实现FinFET自主生产。2021年,中芯国际旗下中芯南方在上海投资建设我国大陆地区第一条FinFET工艺生产线,未来自给能力有望逐步增强。
FinFET也存在缺点。在5nm及以上制程工艺芯片中,FinFET可满足摩尔定律发展要求,但当芯片制程工艺达到3nm时,FinFET也会产生漏电流等问题,影响晶体管性能稳定性,未来FinFET将会被新工艺所取代。新思界
行业分析人士表示,但当前来看,5nm芯片、7nm芯片在手机、电脑领域仍是主流产品,在其他应用场景中14nm芯片也被广泛应用,因此未来5年内,FinFET仍有良好发展前景。预计到2026年,全球FinFET市场规模将达到580亿美元以上。