什么是FinFET？與MOSFET相比的優缺點

FinFET是一種晶體管設計工藝，它試圖克服晶體管遇到的最糟糕類型的短溝道效應，同時使芯片能夠以更低的成本實現更高的性能指標。

自從半導體取得突破以來，縱觀集成電路設計的歷史，摩爾定律——即一塊硅上的晶體管數量每兩年翻一番，而且將一直保持不變。

隨著代工廠開發越來越先進的工藝節點以滿足消費者的需求，當今先進處理器上的晶體管數量達到數百億。這與1970年代中期只有幾千個晶體管的處理器相去甚遠，這在當時是最先進的。

推動半導體行業發展并使今天的芯片成為可能的關鍵技術趨勢之一是采用FinFET工藝。英銳恩單片機開發工程師介紹，另一種有前途的技術是環柵(GAA)晶體管。這提供了柵極和溝道之間最顯著的電容耦合。GAA finFET的問題在于它只是一個臨時解決方案。它可能只持續幾十年。然而，它很可能成為FinFET的未來替代品，至少在有人提出全新的晶體管架構之前是這樣。

一、什么是FinFET？

與傳統的二維平面晶體管相比，FinFET（鰭式場效應晶體管）是一種具有高架溝道（fin）的三維晶體管，柵極環繞該溝道。

臺積電于2002年12月演示了第一個僅在0.7伏電壓下工作的25納米FinFET晶體管。然而，直到2012年，第一個商用22nmFinFET面世，隨后對FinFET架構的改進使得在提高性能和減少面積方面取得了長足的進步。

由于其結構，FinFET產生較低的泄漏功率并實現更高的器件密度。它們還可以在較低電壓下運行并提供高驅動電流。所有這些加在一起意味著可以在更小的區域內集成更多的性能，從而降低每單位性能的成本。

二、FinFET與平面晶體管（例如，MOSFET）

出于多種原因，設計人員選擇使用FinFET器件而不是傳統的平面晶體管（如MOSFET）。

增加計算能力意味著增加計算密度。當然需要更多的晶體管來實現這一點，這會導致更大的芯片。然而，出于實際原因，保持面積大致相同很重要。

獲得更多計算能力的一種方法是縮小晶體管的尺寸，但隨著晶體管尺寸的減小，漏極和源極之間的距離會縮小柵極控制溝道區電流的能力。因此，平面MOSFET會受到短溝道效應的影響。

簡而言之，與傳統平面MOSFET技術相比，FinFET器件表現出卓越的短溝道行為、更短的開關時間和更高的電流密度。

三、FinFET的優缺點

與其他晶體管技術相比，FinFET具有幾個關鍵優勢，使其非常適用于需要更高功率和性能的應用：

（1）更好的渠道控制；
（2）抑制短通道效應；
（3）更快的切換速度；
（4）更高的漏極電流；
（5）較低的開關電壓；
（6）更低的功耗。

當然，也有缺點。它們的一些缺點包括：

（1）電壓閾值難以控制；
（2）三維輪廓導致更高的寄生效應；
（3）非常高的電容；
（4）造價高。

以上就是英銳恩單片機開發工程師分享的“什么是FinFET？與MOSFET相比的優缺點”。英銳恩專注單片機應用方案設計與開發，提供8位單片機、16位單片機、32位單片機。