小小一颗芯片，已经成为超级大国之间技术交锋的终极竞赛。谁能掌握芯片制造技术，谁就能在未来数字产业发展的浪潮中掌握更多的话语权和主动权。从某种角度来说，芯片也决定了一个国家未来科技发展的前景。正是如此，各国、各大芯片厂在芯片领域呈现出了一种激进的样貌。

作为芯片最基础构建块，晶体管的数量决定着一款芯片性能的强弱，功耗的高低。更先进的EUV光刻机，其实就是为了将更多的晶体管塞进一颗拇指般大小的芯片。

不过当芯片工艺来到7nm、5nm商用阶段，对于ASML来说，光刻机的精度基本已经达到了物理极限，通过提升光刻机精度将晶体管做小的难度也就越来越多。为解决这一问题，各大晶圆厂都是通过修改晶体管栅极形态，来实现制造工艺方面的提升，而栅极的大小就等同于芯片的制造工艺。

精度不够，晶体管技术来凑

晶体管的结构由三部分组成，分别为源极、栅极、漏极，电流会从源极流向漏极，栅极相当于一个开关或闸门，用来控制电流是否通过，而栅极也是晶体管中最重要的部分。早期控制栅极开关的方式是电场，所以也叫场效应晶体管，也就是我们简称的FET，就像河流中的大坝一样，落下来就能阻挡电流的通过。这是20nm及成熟工艺芯片主流的应用技术。

但随着制造工艺的提升，FET晶体管中的栅极小到一定程度很难控制住电流的开关，后来各大晶圆厂就开始采用FinFET鳍式场效应晶体管，顾名思义，晶体管形态与鱼鳍很像。通过这种方式极大增加栅极与电子通道的接触面积，从而更好地控制电流的开关。这也是目前7nm、5nm甚至4nm制程工艺所用到的晶体管技术。

但是进入3nm时代，FinFET晶体管技术也有些扛不住了，所以三星的3nm就采用了GAA晶体管技术，也叫全环绕栅极技术，通过一圈的栅极，解决3nm及以下制程工艺电流开关的问题。

值得注意的是，这些技术需要高精度EUV光刻机才能施展出来，对于我国的晶圆厂来说，想要打造晶体管数量更多、性能更强的芯片，有一个非常现实的问题摆在了我们面前，那就是EUV光刻机无法进入大陆市场。

我国成功研制出新晶体管技术

如何在没有EUV光刻机的情况下大幅提升晶体管密度？复旦大学给了我们一个很大的惊喜！

根据复旦大学微电子学院官方消息称，该学院教授周鹏、研究员包文中及信息科学与工程学院研究员万景团队研发出性能优异的异质 CFET 技术，相关成果已经发表在了《自然-电子学》杂志上，而这种技术则可以绕过 EUV 光刻机。

异质 CFET 技术，这是一种晶圆级硅基二维互补叠层晶体管，这种晶体管技术可以利用成熟的后端工艺将新型二维材料集成到硅基芯片上，同制程工艺下实现器件集成密度翻倍的效果。也就是说如果FinFET工艺的芯片由100亿颗晶体管组成，那么采用CFET技术制造的芯片所容纳的晶体管数量将会达到200亿，从而实现性能的大幅提升。

据复旦大学微电子学院介绍，这种硅基二维互补叠层晶体管利用成熟的后端工艺将新型二维材料集成在硅基芯片上，并利用两者高度匹配的物理特性实现 4 英寸大规模三维异质集成互补场效应晶体管，这种方式可以实现了晶圆级异质 CFET 技术。

相较于传统的硅基材料可以进一步提升芯片晶体管的集成密度，从而满足高性能、高密度存储芯片对工艺的需求。

在业内，CFET晶体管技术也被称为3nm工艺芯片的GAA技术的“接棒者”,如果这一技术投入国内芯片生产线，14nm工艺芯片即可满足现阶段各行各业对性能的需求，摆脱对EUV光刻机的依赖。

当中西科技竞争成为一种常态，芯片技术国产化已经成为当下必须要走的路，而中企在芯片堆叠技术、芯粒技术、光子芯片、量子芯片，甚至晶体管技术方面的持续推进，我们相信，不远的将来，不管哪种模式取得突破，国产芯片国产化都会向前迈进一大步！

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