每年十二月，在美國舊金山或華盛頓哥倫比亞特區其中一處舉行的年度電子會議。此會議作為一個論壇，在其中報告半導體、電子元件技術、設計、制造、物理與模型等領域中的技術突破。這個會會議就是IEEE國際電子元件會議(International Electron Devices Meeting，縮寫：IEDM)

　　在每一界的IEDM上，全球工業界與學界的管理者、工程師和科學家將會聚集在一起討論納米級CMOS晶體管技術、先進內存、顯示、感測器、微機電系統元件、新穎量子與納米級規模元件、粒子物理學現象、光電工程、功率與能量收集元件、高速元件、制程技術、元件模型化與模擬。 會議也涵蓋硅、化合物、有機半導體與新興材料系統元件的討論和簡報。

　　在今年的IEDM上，我們看到以下新技術趨勢：

　　三星力推下一代3nm GAA-FET

　　在今年五月份的Samsung Foundry Forum論壇上，韓國半導體巨頭宣布了他們的工藝路線圖。按照三星規劃，其將首次采用EUV光刻(極紫外光刻)的7nm LPP(Low Power Plus)工藝技術將于今年下半年投產。關鍵IP正在研發中，明年上半年完成;7nm之后將會是其5nm LPE(Low Power Early)，能實現更大面積的電路縮放和更低的功耗;在這之后，便會迎來4nm LPE/LPP制程工藝，這也是三星最后一次應用高度成熟和行業驗證的FinFET立體晶體管技術。

三星路線圖

　　在3nm的時候，三星計劃引入了Gate-All-Around(簡稱GAA)，也就是環繞柵極。相比于現在的FinFET Tri-Gate三柵極設計，這個重新設計了底層結構的晶體管能克服當前技術的物理、性能極限，增強柵極控制，獲得性能大大提升。在日前的IEDM上，三星晶圓代工業務負責人表示，三星已經完成了3nm工藝技術的性能驗證，并且在進一步完善該工藝，目標是在2020年大規模量產。

　　所謂Gate-all-around (GAA) ，有時候被稱作橫向納米線場效應管。這是一個周邊環繞著 gate 的 FinFet 。按照專家的觀點， GAA 晶體管能夠提供比 FinFet 更好的靜電特性，可滿足某些柵極寬度的需求，這主要體現在同等尺寸結構下，GAA溝道控制能力增強，因此給尺寸進一步微縮提供了可能;傳統Finfet的溝道僅三面被柵極包圍，而GAA以納米線溝道設計為例，溝道的整個外輪廓都被柵極完全包裹住，這就意味著柵極對溝道的控制性能就更好。

　　從平面晶體管到GAA的演進

　　從Cadence博主Paul McLellan的文章我們可以看到，三星研究人員將將他們采用全環柵(GAA)晶體管設計的3nm CMOS技術叫做多橋通道(MBC)架構。據介紹，這個由納米片(nanosheets)的水平層制成的溝道完全被柵極結構包圍。

　　三星聲稱，這種技術具有高度可制造性。因為它利用了該公司現有的約90%的FinFET制造技術，而只需要少量修改過的光掩模。他們用它構建了一個功能齊全的高密度SRAM宏。他們表示，該工藝具有出色的柵極可控性(65 mV / dec亞閾值擺幅(subthreshold swing))，這比公司的FinFET技術高31%，且因為納米片通道寬度可通過直接圖案化來改變，這就給設計提供了靈活性。

　　在大家為晶體管的未來感到擔憂的時候，三星給大家做了一個好指引。

　　IMEC發布16nm DRAM

　　與CPU等芯片相比，DRAM內存在20nm節點之后也放緩了速度，線寬減少越來越困難，40nm工藝的DRAM內存芯片線寬減少約為5-10nm，20nm工藝的線寬減少就只有2-3nm了，更先進的工藝減少線寬就更困難了。能量功耗，帶寬，延遲和制程升級成為了DRAM業者關注的重要問題，這也讓廠商舉步維艱。

　　以三星和SK海力士為例，據臺灣媒體Digitimes在今年五月的報道，韓國兩大存儲巨頭的18nm制程雙雙出現了良率問題，并遭到數據中心客戶退貨，且在改善前將暫緩出貨，受到影響的業者包括亞馬遜及阿里巴巴、騰訊、華為等大廠，臺灣地區業者也陸續于近1～2周內獲得訊息。報道進一步指出，三星18nm制程并非第一次傳出質量疑慮，先前已修改過2次設計，原本業界以為第3次改良將可安全過關，不過高階服務器產品應用于數據中心的要求較為嚴格，環境測試也較為嚴峻，在DRAM制程持續微縮下，導致符合規格的產品良率較難穩定控制。

　　在18nm已經如此艱難，但專家認為20nm以下，DRAM工藝預計將經過兩到三次的技術迭代，可以稱之為1x nm，1y nm，1z nm。其中，1x nm位于16nm和19nm之間，1y nm則定義為14nm到16nm，1z nm則是12nm到14nm。隨著而來的晶體管泄漏電流等問題就成為了懸在開發者頭上的達摩克利斯之劍。

DRAM技術演進圖，幾乎所有廠商的1X、1Y和1Z路線圖都延期了。