根据摩尔定律，芯片上的晶体管数量每两年翻一番。这一定律的实现在12nm之后变得愈来愈简单。

头部半导体制造厂已经量产了 5 nm芯片。工艺从FinFET逐渐过渡到GAA甚至是VTFET。

目前半导体制造厂在一掷千金，改善GAA晶体管的电学特性、提高性能。

除了技术鸿沟外，IC产业界还要面对巨大的资本壁垒。设计和制造更小线宽的芯片的成本对绝大部分厂商来说是天文数字。据 IBS 的估计，5 nm芯片的成本为 4 亿美元，而 3 nm芯片的成本为 6.5 亿美元。

在客户需求的推动下，半导体制造厂依然不断加注，争先进入到最先进的工艺节点。在这场竞赛中的头部企业是 IBM、英特尔、台积电和三星。

IBM的技术冲刺

作为制造行业最大的突破之一，IBM 于去年推出了世界上第一个 2 nm半导体芯片。据悉IBM制造了第一款采用 2 nm工艺Nanosheet（纳米片）技术的芯片。IBM预计该工艺将实现比当今最先进的 7 纳米节点芯片高 45% 的性能和低 75% 的能耗。”

IBM 没有公布 2nm 测试芯片的细节，但根据业界推测，这很可能是一个SRAM 测试平台，包括部分逻辑测试结构。

与过去 15 年的晶体管结构不同，IBM 的 2nm 设计明显没有使用 FinFET 架构。IBM在大力推进GAA、Nanosheet和VTFET等新结构。对于 IBM，2nm 晶体管或将成为其用于服务器处理器的POWER 系列CPU的关键工艺平台。由于IBM目前没有自己的先进半导体制造厂，三星很可能是其制造的合作伙伴。

台积电的一鼓作气

台积电 (TSMC) 是全球最大的半导体制造商。TSMC计划在未来三年内巨额投资 1000 亿美元提高产能。

台积电声称3nm技术将提高计算性能高达 15% 并降低高达 30% 的功耗。

纳米片 FET 是 FinFET 的进化技术。在纳米片中，类似 FinFET 的鳍片横置分成单独的水平部分。

纳米片在沟道结构的四个侧面实现栅极，与 FinFET 相比，能够更好地控制电流和沟道。这样可以提供更好的有效沟道宽度，改善直流性能。

三星，紧随其后？

三星多年来一直是半导体制造领域的主要参与者。三星声称将在 2025 年之前推出 2nm技术晶体管。三星计划在未来三年内投资创纪录的 2050 亿美元，以寻求在芯片制造领域的领先地位。

英特尔，正在迎头赶上

2021 年 3 月，英特尔宣布投资200 亿美元新建两家半导体工厂，以直接挑战在代工领域占据主导地位的台积电和三星。英特尔在该领域遭遇滑铁卢，被戏称为挤牙膏。

英特尔目前的制造工艺为 10 nm，而台积电已经在生产 5 nm。英特尔的路线图是在 2024 年赶超，生产 1.8nm 芯片。

随着半导体行业的发展和创新，GAA、Nanosheet和VTFET技术不断改进。预计2022年会给大家带来更大的技术进步。