文/有魚 審核/張子揚 校正/知秋
在後摩爾時代，先進位程的研發愈發困難，即便是台積電和三星這樣全球數一數二的晶圓代工巨頭，在3nm工藝的研發上也頻頻傳來研發遇阻的消息。
若無意外，1nm將成為分水嶺，需要採用其它的半導體技術才能實現。因此，為了保持技術的領先，台積電、三星都在研發新技術。
眾所周知，目前在全球代工領域，台積電的技術最為先進，再加上它的盈利能力和研發能力十分強，不少人認為台積電會始終保持領先。
然而，就在近日三星傳來好消息，它與IBM強強聯手，突破1nm技術瓶頸。
12月14日EETOP消息，在近期舉行的IEDM 2021國際電子元件會議中，三星與IBM共同公布了名為「垂直傳輸場效應晶體管（VTFET）」的晶元設計技術。
據IBM和三星介紹，垂直傳輸效應晶體管的工作原理為，將晶體管以垂直方式堆疊以此增加晶體管數量堆疊密度，同時記住電流的垂直流通，提高電源使用效率。
最重要的是，IBM和三星稱，藉助垂直傳輸效應晶體管技術，能突破目前在1nm製程設計上的困境。
要知道，晶片單位面積能容納的電晶體數目，如今已將逼近半導體主流材料——硅的物理極限，晶片效能也無法再逐年顯著提升，半導體行業迫切的需要新的技術。因此，IBM和三星宣稱他們研發的新技術可以突破1nm技術瓶頸著實震驚了行業。
鑒於IBM此前發布了全球首個2nm晶元製造技術，實力已經得到證明，此次IBM和三星聯合研發的垂直傳輸效應晶體管技術，也十分值得期待。
不過，如今三星和IBM強強聯手，這是否意味著台積電未來會被三星趕超呢？筆者認為這個問題暫時還沒有答案。
倘若三星能夠在短期內讓垂直傳輸效應晶體管技術進入量產階段，那這對台積電的確是一個沉重的打擊。
但需要注意的是，三星和IBM都沒有透露何時將該技術應用到實際產品中，而且考慮到IBM的2nm工藝還在實驗室階段，垂直傳輸效應晶體管技術的商用恐怕還需要很長一段時間，而在這期間必然有很多技術問題需要攻克。
另外，台積電也並沒有坐以待斃，正在積極尋找打破摩爾定律的辦法。不過，不同於IBM和三星，台積電似乎將目標放在了新材料上。
今年5月，台積電就宣布其與台灣大學，麻省理工學院共同研究發現，二維材料結合半金屬鉍（Bi）能達極低電阻，接近量子極限，這也意味著通過以鉍金屬特性，可以突破1nm製程生產極限，讓製程技術下探至1納米以下。
而且，據台大電機系暨光電所吳志毅教授透露，使用鉍（Bi）為接觸電極的關鍵結構後發現，二維材料電晶體的效能與當下的硅基半導體相當。
目前，隨著摩爾定律接近極限，全球多家半導體公司都在努力研發，希望率先拿下製程工藝布局的制高點，三星和台積電最終誰能取勝，筆者認為暫時還無法下定論。
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