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2nm及Beyond技术路线研究
资料介绍
随着半导体工艺进入2nm及以下节点，传统硅基CMOS技术面临物理极限挑战，需要从材料、结构、架构等多维度创新突破。以下从关键技术方向、挑战与应对策略、未来发展趋势三方面展开分析：
一、关键技术方向
1. 新器件结构革新
（1）全环绕栅极（GAA）晶体管：相较于FinFET，GAA通过纳米片（NS）或纳米线（NW）结构实现多通道包围，提升栅极控制能力，降低短沟道效应。三星2nm采用MBCFET（多桥通道FET），台积电则推进纳米片技术，预计2nm节点GAA将全面替代FinFET。
（2）叉片晶体管（Forksheet FET）：ASML提出的创新结构，通过在纳米片之间引入隔离层形成“叉片”，在保持电流驱动能力的同时，实现器件密度提升，被视为GAA向1nm及以下节点演进的重要过渡结构。
（3）互补场效应晶体管（CFET）：将nFET和pFET垂直堆叠，理论上可使芯片面积减少30%以上，英特尔已展示3D堆叠CFET原型，预计在1.5nm节点进入工程验证阶段。
2. 新材料体系应用
（1）沟道材料：InGaAs等III-V族化合物半导体具有更高电子迁移率，可提升器件开关速度，台积电与IBM合作研发InGaAs纳米片技术；二维材料（如MoS₂、WSe₂）凭借原子级厚度和优异电学特性，成为后硅时代核心候选材料，目前实验室已实现1nm以下沟道长度器件。
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