维度网讯,7月1日,比利时微电子研究中心(imec)正式公布2026年版半导体制程技术蓝图,这份由台积电、英特尔、英伟达、AMD、三星与ASML等全球头部企业共同参与制定的路线图,为未来十余年的芯片制造指明了技术演进方向。
根据路线图显示,到2038年有望实现0.3纳米(A3)等级的制程技术,而互补式场效应晶体管(CFET)的垂直堆叠架构将是突破物理极限、延续摩尔定律的核心方案。
传统微缩逼近极限,CPP在A10节点陷入停滞
目前半导体产业已迈入2纳米量产时代,晶体管栅极接触间距(CPP)约为48纳米。按照imec的规划,A14级制程预计2028年问世,届时CPP将缩小至45纳米,标准单元高度降至约115纳米,并在此阶段导入高数值孔径极紫外光(High-NA EUV)设备。

然而,真正的转折点出现在2030年至2031年登场的A10节点(1纳米)。之后,CPP将长期维持在42纳米,不再继续缩减。这意味着,单纯依靠横向缩小晶体管尺寸来提升芯片密度的传统路径,将在2030年左右触及物理极限。
imec研发副总裁Julien Ryckaert指出:“进入A7阶段,也就是第7个埃米级世代(第四代纳米片)后,我们发现传统纳米片器件技术在尺寸微缩上面临越来越多的挑战。”
CFET垂直堆叠:为晶体管微缩增加第三维度
既然横向微缩已到尽头,imec提出的解决方案是从二维走向三维。
路线图中的关键转折点预计在2033年——届时A7级制程(约0.7纳米)将转向采用CFET架构。与目前FinFET、GAA晶体管将n型和p型晶体管并排放置不同,CFET将它们垂直堆叠,为晶体管微缩增加了第三维度,可更有效地利用空间。

imec的路线图显示,虽然A7的CPP仍维持在42纳米,但通过CFET技术,标准单元高度可从A10的98纳米降至约80纳米。此后,A5(2035-2036年)将采用四通道库将单元高度进一步降至约64纳米;到2038年的A3世代,CPP将微缩至39纳米,单元高度达到50纳米。
要达成A3节点的目标,imec认为可能需要依赖Hyper-NA EUV等超高数值孔径光刻技术。
台积电已提前部署,CFET竞争拉开序幕
作为imec路线图的联合制定方之一,台积电已在CFET技术上展开布局。据报道,台积电曾在其技术论坛中展示由约1000个晶体管组成的CFET环形振荡器,领先业界。
目前台积电最先进制程为2纳米,采用第一代纳米片晶体管技术。后续A14制程预计2028年问世,与N2相比可在相同功耗下提升15%速度,或相同速度下降低30%功耗。A13和搭载超级电轨的A12制程则分别规划于2029年进入生产。
从“晶体管尺寸”到“标准单元面积”
imec此次路线图最深远的意义在于重新定义了摩尔定律。未来芯片密度的提升,将不再以单个晶体管的尺寸来衡量,而是取决于标准单元面积(单元高度 × CPP)的下降幅度。
从N2的6轨单元到A3的3轨单元,标准单元高度从约132纳米降至约50纳米,缩小了近三倍。这意味着,即便CPP微缩停滞,设计人员仍能通过降低单元高度获得晶体管密度的提升。
供电与散热成新瓶颈
面对AI工作负载成为半导体需求主力的趋势,imec提出异构大规模集成(HLSI)概念,认为未来系统将高度结合逻辑芯片、存储器、供电、光学I/O与先进3D/2.5D封装。为此,imec建立了跨技术协同优化(XTCO)框架,试图打破技术壁垒,在系统层面进行全面优化。
Ryckaert指出,晶体管纵向集成与多芯片封装成为常态后,供电设计与散热将成为未来最严峻的技术瓶颈。包含背面供电网络(BSPDN)及封装内集成电压调节器(IVR)等新兴技术,都必须在系统层级协同优化,确保在不扩大功耗成本的前提下,持续提升芯片的运算密度与能效。
小结:
imec这份蓝图清晰表明,尽管传统以“缩小晶体管”为核心的摩尔定律面临严峻挑战,但通过标准单元面积缩减、CFET纵向整合与系统级协同优化多管齐下,半导体的逻辑密度在未来十余年内仍将保持强劲的增长动能。而从2纳米的纳米片到0.3纳米的CFET,半导体产业正经历从材料、设备到架构的全面变革。










