如今2nm还没有完成，1nm也只能继续科幻了。

至于开展方向，从原理上来说，那就是如何能在单位面积的芯片上放下更多的晶体管？

当然还是基于硅基芯片，假如采用其他的比方石墨烯就另当别论了。

目前来看，那就是放弃FinFET工艺，采用新的GAA工艺应战摩尔定律极限。

一、GAA工艺
那采用什么新工艺能让晶体管密度继续提升呢，那就是继续「平面化」。

简单来说：假如能将晶体管像积木一样堆叠起来，那么就能有效减少电路的占位面积，那么晶体管的密度或许就能翻倍。

于是，本着这个思绪，降生了新的工艺——GAA工艺（Gate-All-Around，全环绕栅极晶体管）。

GAAFET晶体管的想法早在1988年便被提出，这项技术允许设计者经过调整晶体管通道的宽度来准确控制性能和功耗。较宽的资料便于在大功率下取得更高的性能；而较薄的资料能够降低功耗，但是性能受影响。

三星在IEEE国际固态电路会议（ISSCC）上，展现了更多细节。

GAA在从结构上能够有多种形态（目前是两种），是目前FinFET的晋级版。这两种方式都能够完成3nm，取决于详细设计。

一种是传统的GAAFET工艺采用三层纳米线来结构晶体管（nanowire），栅极比拟薄。

第二种是三星曾经采用的MBCFET（Multi-Bridge-Channel）晶体管构造（多桥沟道场效应管），MBCFET工艺运用纳米片结构晶体管，将原有FinFET工艺中鳍状改进成多路桥接鳍片，截面为程度板状或者程度椭圆柱状。且三星曾经为MBCFET注册了商标。

当然，台积电也有自己的叫法，它叫nanosheet，包括英特尔继续主导的nanowire，实质上都大同小异。

据三星表示，假如和FinFET的5nm相比，MNCFET的3nm性能可进步30%、能耗降低50%、芯片面积减少35%（三星代工论坛2021大会）。

二、3nm节点
在三星代工论坛2021大会上，三星电子表示3nm工艺上会分为两个版本，其中3GAE(低功耗版)将在2022年年初投入量产，3GAP(高性能版)则会在2023年年初批量消费。

而台积电表示，3nm芯片量产时间为今年下半年，并且鉴于本钱和新工艺磨合问题，将继续采用FinFET工艺。

实践上，台积电的FinFET工艺调校地十分优秀，远胜三星。从晶体管密度来看，无论是5nm还是4nm三星都不如台积电，三星4nm以至不如台积电5nm。

所以，即使三星采用新MBCFET工艺的3nm，良率不可能很高，本钱也不可能低下来，相比于台积电成熟稳定的FinFET而言，技术是先进些，但芯片产能范围化不了，更多的只是前期工作，推进技术落地成熟应用而已，实践效果或许并不会比台积电3nm强。

另外，台积电的大客户比方苹果、AMD、联发科、nividia、intel们协作时间较长，都很信任台积电，可三星的最大客户还只要高通。

所以，在3nm节点上，还是台积电占优。

三、2nm节点
当然，到了2nm节点上，台积电也必然转向GAAFET工艺了。

在去年12月22日，中国集成电路设计业2021年会暨无锡集成电路产业创新开展顶峰论坛（ICCAD 2021）上，台积电南京公司总经理罗镇球表示，台积电将在2nm节点推出Nanosheet/Nanowire的晶体管架构并采用新的资料。FinFET工艺将彻底走向止境。

这是由于，新的GAAFET工艺能够处理高温以及漏电（leakage）现象。

在2nm节点，集成电路的线宽接近电子波长，精密水平简直到达了原子级别，理论上量子隧穿效应曾经来到物理极限。在这种状况下，电子很容易经过隧穿效应穿透绝缘层，使器件无法正常工作。

这样的漏电不只白白糜费了电能，更是惹起芯片严重发热的缘由，同时也解释了一些芯片为什么功耗过高。

即使在5nm到3nm节点上，假如芯片设计或者代工工艺不到位，就会降生"火龙888"这样高功耗的产品。

所以，FinFET工艺必将在2nm节点上淘汰。

目前，2nm工艺没有呈现在三星的公开道路图上，但是三星表示2nm工艺会在2025年量产，但2026年可能是见到三星2nm工艺产品上市的更合理时间。

此前，三星、IBM和英特尔签署结合开发协议，共同研发2nm制造工艺。2020年5月，IBM率先发布全球首个2nm制造工艺。完成在芯片上每平方毫米集成3.33亿个晶体管，远超此前三星5nm工艺的每平方毫米约1.27亿晶体管数量，极大地提升了芯片性能,。

后来得知，IBM的2nm是文字游戏。IBM解释道，他们的"2纳米"仍然沿用Planar工艺的命名方式，实践上比台积电的7nm工艺有大约50%的提升，远远达不到2nm芯片的请求。

台积电尚未发布2 nm量产途径图。据猜想台积电的2nm工艺有望在2024年量产，抢先三星一年左右。

所以，在2025年，我们将迎来2nm芯片时期的到来。

那回到问题，假如未来到达1nm以后呢？实验室的产品和量产的产品还是有很大差距的，只能是看看新的资料工艺或者其他什么方面有没有打破了。
(科技产业责编：陈峰 )