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37 张忠谋的大联盟(2 / 5)

机器来实现。

多年来,每代制造技术都是以晶体管栅极长度命名,栅是晶体管部分,可以控制晶体管打开和关闭。180纳米节点是在1999年首创,随后是130纳米、90纳米、65纳米和45纳米,每晶体管都会缩小到足以在同区域内容纳大约两倍数量晶体管。这降低每个晶体管功耗,因为较小晶体管需要较少电子流过它们。

大约在21世纪前十年早期,通过2D缩小晶体管来更密集地制造晶体管变得不可行。个挑战是,当晶体管按摩尔定律缩小时,即使开关关闭,狭窄沟道偶尔也会导致电流“泄漏”。除此之外,每个晶体管顶部二氧化硅层变得非常薄,以致产生量子效应,比如“量子隧穿效应”(电子穿越经典物理认为不可能跨越障碍)开始严重影响晶体管性能。到2005年左右,每个晶体管顶部二氧化硅层可能只有几个原子厚,这太薄,无法抑制电子隧穿。

更好地控制电子运动,人们需要新材料和晶体管设计。与20世纪60年代以来使用2D设计不同,22纳米节点引入种新3D晶体管,称为FinFET,它看起来像鲸鱼背部突出鳍。连接晶体管两极导电通道不仅可以从鳍顶部施加电场,也可以从鳍侧面施加电场,从而加强对电子控制,以克服漏电现象。这些纳米级3D结构对于摩尔定律延续至关重要,但它们制作难度惊人,在沉积、蚀刻和光刻方面需要更高精度。这增加主要芯片制造商是否都能完美地实现FinFET结构转换,或者是否会落后不确定性。

采访蒋尚义,2021年。马克·拉皮杜斯(MarkLaPedus),《格芯是成功还是失败?》(WillGlobalFoundriesSucceedorFail?),《电子工程专辑》英文版,2010年9月21日,https://www.eetimes.com/will-globalfoundries-succeed-or-fail/。2009年,当格芯作为家独立公司成立时,行业分析人士认为,在3D晶体管竞争中,该公司处于可赢得市场份额有利地位。台积电前高管承认,台积电也在对此表示担心。格芯继承德国家大型工厂,并在纽约建造家新尖端工厂。与竞争对手不同,格芯把最先进生产能力建立在发达经济体,而不是亚洲。格芯与IBM和三星建立合作伙伴关系,共同开发技术,使客户可以直接与格芯或三星签订生产芯片合同。此外,无晶圆厂芯片设计公司渴望格芯成为台积电可靠竞争对手,因为这家中国台湾巨头已经占据全球约芯片制造市场。

对于格芯来说,另个主要竞争对手是三星。三星芯片制造业务技术与台积电大致相当,尽管其生产能力弱得多。不过,由于三星部分业务涉及内部设计芯片,所以

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