但是到了5纳米时 ， 鳍式晶体管也行不通了 。 我们需要做一个全包围栅的晶体管 ， 用一个全包围栅把沟道全围起来 ， 叫做Gate-All-Around（GAAFET） 。
平面型晶体管在22纳米时出现了换代 ， 鳍式晶体管在5纳米时也会出现换代 ， 5纳米之后将出现全包围栅晶体管 。 所以晶体管结构在不断地变化发展 。 这种变化背后有很多的科学技术 ， 其中最重要的是半导体材料的创新 。

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半导体使用的元素周期表中的元素
上世纪80年代 ， 半导体材料只用到了门捷列夫元素周期表中蓝色标记的少量元素 。 新世纪之后 ， 半导体材料的应用扩展了很多 ， 大量的元素都被半导体用到 。 半导体的发展并不是简单的只用一种材料 ， 而是会用到多种材料 。 所以 ， 探索新型的半导体材料 ， 成为今天晶体管发展的非常重要的技术路径 。

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5/45/32/22/14/10nm CMOS工艺步骤数
把东西无限缩小的工艺复杂度是非常高的 。 到65纳米时 ， 我们大概需要走900步；到了10纳米时 ， 我们大概需要走3300步 。 每步走一小时 ， 也需要3300个小时才能完成 。
这些工艺步骤数决定了生产周期的长短 ， 今天的集成电路不可能在几天之内就完成生产 ， 而是需要几个月甚至更长的时间才能完成生产 。 这几个月中不能出现任何差错 ， 否则整批报废 ， 就要重新开始 。 所以它是一个生产管理高度复杂、高度精密的技术 。
半导体现有技术的第四个极限是经济的可行性 。 任何好的技术如果没有经济的可行性 ， 那就达到了它寿命的终结点 。

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新建半导体制造厂成本
在上世纪 ， 我们估计到2010年时建一个集成电路厂大概要花500亿美元 ， 相当于当年销售市场的10% ， 这是代价非常昂贵的事情 。 幸好科技的发展没有让我们失望 ， 我们的实际开销大概是100亿美元左右 ， 节省了400亿美元 。
即便如此 ， 我们的花费仍然是一个天文数字 。 例如 ， 在65纳米时 ， 达到的盈亏平衡要投25-30亿美元 。 在14纳米时 ， 我们花费的100多亿美元就达到了美国一个核动力航母打击群的建造费用 。 到7纳米时 ， 我们要花费140-160亿美元 。 到5纳米时 ， 大概要花将近200亿美元 。
大家可能会疑惑 ， 如此高昂的造价 ， 我们是建一个核动力航母打击群 ， 还是建一个集成电路制造厂？这是我们经常被问到的一个问题 。
如果建一个集成电路制造厂 ， 后面还要继续投入 ， 所以集成电路厂的建造非常昂贵 。 正是因为建造成本的高昂 ， 使得芯片也在慢慢变贵起来了 。

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芯片不再便宜
在28纳米之前 ， 半导体的价格一直在走下行的通道 ， 所以前几年会感觉手机价格很便宜 ， 我们经常隔半年就换一部手机 。 但是 ， 这两年一部手机高达几千块钱 ， 可能很少有人频繁地换手机了 ， 这部分是因为芯片价格的上涨导致手机越来越贵 。
我们按照百万逻辑门 ， 即400万个晶体管 ， 作为一个基本单位计算芯片价格 。 在28纳米时 ， 它是1.4美元；到16-14纳米时 ， 它是1.62美元 ， 价格已经开始上升；现在到5纳米时 ， 它的价格上升很快 。 所以今后半导体不会很便宜 ， 电子产品也不会很便宜 ， 这是生产规律所决定的 。