1奈米之战延烧，IBM与三星宣布联手研发出1奈米以下新电晶体技术
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三星与IBM联合于2021年12月国际电子元件会议（International Electron Devices
Meeting；IEDM），宣布研发出突破1奈米制程以下的新电晶体技术。这是一种在芯片上垂
直堆叠电晶体的新设计。
目前的处理器和单芯片，是将电晶体平放在硅表面上，然后电流从一侧流向另一侧。然而
，三星与IBM则宣称研发出垂直传输场效应电晶体（Vertical Transport Field Effect
Transistors；VTFET），是透过彼此垂直堆叠之下，让电流垂直流动来达成。
VTFET设计有两个优点。首先，可以绕过许多性能限制，将摩尔定律扩展到1奈米瓶颈之外
物理限制。更重要的是，由于电流更大，该设计减少了能源浪费。根据这两家公司的估计
，VTFET将使处理器的速度比采用FinFET电晶体设计的芯片快了两倍，且功耗降低85%。
也就是说，采用这种电晶体设计的芯片可能有朝一日允许手机一次充电之下，可以使用整
整一周的时间。此外，它还可以使某些需要能源密集型任务（包括：加密采矿）变得更加
节能，对于环境的影响也变得较小。由于，这是实验室做出来的结果，因此IBM和三星都
尚未透露他们计划何时将该设计商业化。
台积电方面，2021年5月中旬，台积电联手台大与MIT才研发出单层（Monolayers）或二维
（two-dimensional）材料结合半金属铋（Bi）能达到极低的电阻，接近量子极限，有助
于实现半导体1奈米以下的艰钜挑战。
英特尔方面，2021年7月表示，其目标是在2024年之前完成埃级（Angstrom-scale）芯片
的设计，也就是1奈米芯片设计。英特尔计划使用其新的英特尔20A节点和RibbonFET电晶
体来完成这一壮举。
根据Global Market Insights预计2027年全球半导体制造设备市场销售额可超越900亿美
元。其中，二维技术在2020年占据了超过30%的营收比例，原因是该架构提供了多种功能
，例如坚固的结构、低功耗和低成本营运。其也认为合作开发基于二维材料的IC是值得关
注的领域。因为在1奈米芯片中使用二维材料可以显著降低半导体中的电阻并增强电流，
且较有机会在较早阶段进入实际量产，这是其优势。这也是IBM与三星无法透露采用VTFET
技术的1奈米制程何时可以进入量产的原因。毕竟，研发是一回事，能否进入量产又是另
一回事了！