IBM 與日本芯片制造商 Rapidus 在 2024 IEEE IEDM 國際電子器件會(huì)議上，對(duì)外展示了雙方攜手合作所研發(fā)的多閾值電壓 GAA 晶體管技術(shù)成果。該技術(shù)上的重大突破預(yù)計(jì)會(huì)被應(yīng)用于 Rapidus 的 2nm 制程生產(chǎn)流程之中。

IBM 宣稱，當(dāng)制程推進(jìn)到 2nm 階段時(shí)，晶體管的結(jié)構(gòu)會(huì)從長久以來所采用的 FinFET（鰭式場效應(yīng)晶體管）轉(zhuǎn)換為 GAAFET（全環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管）。這一轉(zhuǎn)變?yōu)橹瞥痰牡乱l(fā)了新的難題：怎樣達(dá)成多閾值電壓，從而讓芯片能夠在較低的電壓環(huán)境下執(zhí)行復(fù)雜的運(yùn)算任務(wù)。

鑒于在 2nm 名義制程之下，N 型與 P 型半導(dǎo)體通道彼此間的距離極為狹小，所以需要精準(zhǔn)的光刻技術(shù)才能夠在實(shí)現(xiàn)多閾值電壓的同時(shí)，又不對(duì)半導(dǎo)體的性能造成較大的負(fù)面影響。不過，IBM 與 Rapidus 引入了兩種存在差異的選擇性減少層（SLR）芯片構(gòu)建工藝手段，順利達(dá)成了預(yù)期的目標(biāo)效果。

IBM 研究院高級(jí)技術(shù)人員 Bao Ruqiang 表示：與上一代 FinFET 相比，Nanosheet 納米片的構(gòu)造差異顯著，并且可能更具復(fù)雜性。我們所提出的新生產(chǎn)流程相較于之前使用的方法更為簡便，我們堅(jiān)信這會(huì)使我們的合作伙伴 Rapidus 能夠更輕松、更可靠地運(yùn)用 2 納米片技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模的芯片制造工作。