根據(jù)臺灣經(jīng)濟(jì)日報報道，近日臺積電在 2nm 研發(fā)上取得重大突破，目前已找到路徑，將切入全環(huán)柵場效應(yīng)晶體管 GAA，這是臺積電繼從鰭式場效應(yīng)晶體管 FinFET 技術(shù)取得全球領(lǐng)先地位之后，向另一全新的技術(shù)節(jié)點(diǎn)邁進(jìn)。

相比于臺積電在 2nm 制程才切入 GAA，其競爭對手三星則早在 2 年前其揭露 3nm 技術(shù)工藝時，就宣布從 FinFET 轉(zhuǎn)向 GAA。

如果說 FinEFT 是平面式晶體管架構(gòu)的繼承者，那么 GAA 就相當(dāng)于 FinFET 的改良版。

在 FinEFT 提出之前，根據(jù)摩爾定律，芯片的工藝節(jié)點(diǎn)制程的極限將是 35nm。為此，美國國防高級研究計劃局（DARPA）啟動了一個名為 “25nm 開關(guān)”的計劃，致力于提升芯片容納晶體管數(shù)目的上限，加州大學(xué)伯克利分校教授胡正明與其團(tuán)隊加入了這一計劃，試圖攻破制程難題。

使用平面式晶體管架構(gòu)最大的障礙在于隨著組件尺寸逐漸變小，當(dāng)晶體管處于 “關(guān)閉”狀態(tài)時，電子容易流過柵極。于是，胡正明團(tuán)隊提出在硅基底上方垂直布設(shè)細(xì)傳導(dǎo)通道，控制電子流動，這一架構(gòu)的外觀如同魚鰭，故被稱之為鰭式場效應(yīng)晶體管。

1999 年，胡正明團(tuán)隊發(fā)布了第一款 45nm 的 FinEFT 晶體管，且性能優(yōu)良。

胡正明教授預(yù)測，該晶體管器件能夠使工藝節(jié)點(diǎn)繼續(xù)發(fā)展到 20nm 以下，這一預(yù)測已經(jīng)得到驗證，并且，依托 FinEFT 技術(shù)，芯片工藝節(jié)點(diǎn)制程已經(jīng)發(fā)展到 5nm 甚至 3nm。

與此同時，隨著工藝節(jié)點(diǎn)制程發(fā)展到 3nm，晶體管溝道進(jìn)一步縮短，這時會發(fā)生量子遂穿效應(yīng)。為再一次突破極限，新的工藝技術(shù) GAA-EFT 誕生了。

盡管 GAA 概念的提出要比 FinEFT 早 10 年左右，不過 GAA 相當(dāng)于 FinEFT 的改進(jìn)版，在 3nm 工藝節(jié)點(diǎn)遇到障礙的三星就已從 FinFET 工藝轉(zhuǎn)入到 GAA，如今臺積電也將加入 GAA 的隊伍中。無論是三星還是臺積電，都將新工藝指向了 GAA。

相比于三星，臺積電切入 GAA 工藝較晚，雖然這與臺積電本身 FinFET 的巨大成功有一定的關(guān)系，但可能更多的原因在于若采用新的工藝，從決定采用到最終實現(xiàn)量產(chǎn)，需要耗費(fèi)較長的時間周期。

當(dāng)年第一個采用 FinEFT 工藝并實現(xiàn)量產(chǎn)規(guī)模的公司英特爾，就花了十年的時間才量產(chǎn)。相比 FinEFT 而言，GAA 相對上一代工藝的變化并不太大，但從實驗室到商業(yè)化量產(chǎn)，依然需要一定的周期。

同時，臺積電也曾表示，3nm 沿用 FinEFT 技術(shù)，主要是考量客戶在導(dǎo)入 5nm 制程的設(shè)計也能用在 3nm 制程中，無需面臨需要重新設(shè)計產(chǎn)品的問題，臺積電可以保持自身的成本競爭力，獲得更多的客戶訂單。

從這一層面看，在 3nm 采取 FinEFT、在 2nm 才計劃切入 GAA 的臺積電，或許更能贏得市場青睞。

臺積電在 2nm 切入 GAA，同樣可能存在資金的考慮。

觀察臺積電近三年的研發(fā)費(fèi)用，其每年的研發(fā)費(fèi)用占據(jù)營收費(fèi)用的 8%~9%，其營收逐年增加，研發(fā)費(fèi)用也隨之增多。

盡管不少人認(rèn)為，臺積電失去華為訂單將面臨營收風(fēng)險，但根據(jù)臺積電官網(wǎng) 7 月 10 日消息，臺積電 6 月凈收入約為 1208.8 億元新臺幣（折合 287.54 億元人民幣），較 2019 年 6 月增長了 40.8%。這是自 1999 年來，臺積電月度營收首次超過 1200 億新臺幣，創(chuàng)下歷史新高。

此次營收大增的主要原因，可能是臺積電為蘋果 A14 處理器大規(guī)模量產(chǎn)，A14 處理器由臺積電獨(dú)家代工，采用的是 5nm 工藝。

就臺積電目前在營收上取得的成績而言，臺積電在研發(fā)上的投入將持續(xù)增多，這也就意味著，臺積電將有更多的資金投入到 2nm 技術(shù)的研發(fā)，持續(xù)營收與研發(fā)的良性循環(huán)。

在同其他企業(yè)競爭的過程中，臺積電始終保持自己的節(jié)奏，做出相對穩(wěn)妥的決定，此次計劃 2nm 導(dǎo)入 GAA，是否會延續(xù)臺積電在 FinFET 的成功？