胡正明：技术创新可能让半导体晶体管密度再增加1000倍

　　“半导体市场正在经历由技术推动到需求推动的转变。而半导体技术上的创新，可能让半导体晶体管密度再增加1000倍，仍有巨大空间。”近日，美国加州大学伯克利分校教授、国际微电子学家胡正明在接受集微网采访时表示。

　　自1965年摩尔定律提出以来，历经半个多世纪的发展，如今越来越遭遇挑战，特别是新世纪以来，每隔十年，摩尔定律以及半导体的微型化似乎便会遭遇到可能终止的危机。

　　胡正明发明了鳍型晶体管(FinFET)以及「全耗尽型绝缘层上硅晶体管」(FD-SOI)，两大革命性创新为半导体带来新契机。 2011年5月英特尔宣布使用FinFET技术，包括台积电、三星、苹果也都陆续采用FinFET，开创了摩尔定律被唱衰后的新契机。

　　目前，台积电宣布7纳米进入量产，预计在2019上半年展开5纳米制程风险试产，对于产业走到5纳米，胡正明表示，5纳米未必代表着极限。但要接受“物理极限”的客观存在，在以往的技术中，可以通过测量线宽的方式去直观的理解，但当工艺技术走进14nm、10nm、7nm，线宽已然成为了一个标签。

　　“因为真正的目的是要实现速度、性能增加和功耗、成本减少，所以推进半导体微型化不一定是要减少尺寸，比如存储器已经往三维方向演进。”胡正明说。

　　在降低功耗方面，胡正明表示，通过负电容晶体管设计的引进，会将CMOS的电压降低至0.4V、0.3V，甚至0.2V。因为负电容器件(铁电材料)的引进，在不同机制下可能会带来速度限制的问题，但胡正明教授指出，到目前为止，它的限制还不会高过半导体晶体管的速度。

　　胡正明认为，正如同三维堆叠可以降低成本和增加密度，推动3D NAND闪存成为主流，堆叠的二维半导体电路也是较好的实现方式。

　　二维半导体只有2—3个原子的厚度，不需要人工打磨。而他与伯克利研究团队做的工作，首先是可以让二维的半导体长在垂直的鳍式晶体管的结构上，即二维半导体可以用来盖“高楼”;第二，可以让二维半导体长在大面积的晶圆上，让它覆盖了垂直薄膜的晶体管，同时可以在一片芯片上做两层、三层甚至更多层的电路;第三，用二维半导体制作的晶体管，可以把晶体管的三极缩小到1纳米的宽度。

　　在胡正明看来，半导体微型化的进程将会减慢，一方面因为原子的尺寸固定，会达到物理极限;另一方面，光刻和其他制造技术变得越来越昂贵。但创新永远是行业的主题，通过创新技术，逐渐引入新材料，对于成本、功耗和性能将会持续改善。