为什么原来说 7 nm 是半导体工艺的极限，但现在又被突破了？

随着半导体工艺的不断发展，每一次新的节点似乎都被认为是半导体工艺的极限。但事实上，每一次所谓的极限都是在现有的结构、材料和设备基础上的局限，工业界总是寻找新的方法来突破这些限制。

十年前，半导体工业界面临着一个巨大的挑战，即在 65 nm 节点实现更小的晶体管尺寸。在这个节点，二氧化硅绝缘层的漏电问题几乎无法容忍。为了解决这个问题，工业界引入了高介电常数材料（High-k）和金属栅极（Metal Gate，HKMG）技术，将传统的多晶硅-二氧化硅-单晶硅结构改进成了金属-HighK-单晶硅结构。这一改进有效地减小了漏电问题，为继续缩小晶体管尺寸创造了可能性。

五年前，22 nm 工艺成为新的挑战。在这一节点，晶体管的沟道关断漏电问题成为了主要瓶颈。为了解决这个问题，工业界引入了FinFET（三维栅极）和FD-SOI（全氧化硅绝缘层）技术。FinFET通过采用立体结构增强了栅极的控制能力，而FD-SOI则通过氧化埋层来减小漏电问题。这些技术的应用推动了工艺的发展，实现了更小的节点。

如今，我们面临着 7 nm 工艺的挑战。尽管引入了FinFET技术，但在这一节点，即使是FinFET也难以在保证性能的同时抑制漏电。这一次，工业界采用了一项前所未有的举措：使用砷化铟镓（InGaAs）材料来替代传统的单晶硅沟道。砷化铟镓具有更高的电子迁移率，可以提高晶体管的性能，同时减小了漏电的问题。

尽管每一次工艺的突破都为半导体行业带来了新的希望，但这背后也伴随着巨大的代价。每一代工艺的复杂性和成本都在不断上升。为了支持最先进工艺制造，只有少数几家厂商能够承受这一压力，其中包括英特尔（Intel）、台积电（TSMC）和三星（Samsung），它们成为了全球半导体生产的主要力量。

近日华为搭载麒麟芯片的Mate 60pro 上市，很可能标志中中国即将拥有7nm工艺芯片技术。

当然，我们在半导体制造领域的发展已经持续多年，不仅仅局限于7nm工艺。事实上，中国的半导体企业已经在不同节点的工艺上取得了一些显著的成就。华为的麒麟芯片此前也使用了7nm工艺节点。而台积电（TSMC）和中芯国际等中国半导体制造企业也在尝试突破更小的工艺节点，如5nm和3nm。

我们一直在积极推动半导体产业的发展，投资了大量资源用于研发和建设先进的半导体制造设施。这些努力在不断加速中国半导体行业的发展，但需要注意的是，达到更小工艺节点并不仅仅依赖于芯片的发布，还包括了设备、材料、制造流程等多个因素的综合发展。因此，尽管华为的Mate 60 Pro标志着中国半导体技术的进一步进步，但仍需时间和努力才能在更小的工艺节点上取得持续的成功。

半导体工艺的极限是一个不断演化的概念。每一次所谓的极限都被突破，这要归功于工业界不断寻找新的材料和技术来克服传统工艺的局限性。然而，这一过程也伴随着巨大的成本和挑战，只有少数几家领先厂商能够在这个竞争激烈的领域中生存和繁荣。随着技术的不断发展，我们可以期待在未来看到更多令人惊叹的半导体工艺突破。