imec公布最新工艺路线图：0.3nm将于2038年问世！

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。

编辑：芯智讯-林子