英國第一家公司(SFN )開發的Bizen晶體管設計被媒體曝光了。 根據SFN，Bizen與以往的CMOS晶體管相比，可以通過雙極齊納二極管方式大幅減少工藝層，交貨時間從15周縮短到3周，有望動搖CMOS的地位。 最近，這個設計已經得到英國政府170萬英鎊(約1522萬人民幣)的資助，這個URKI工業戰略挑戰基金的捐款將幫助Bizen晶體管技術的進一步發展。

這個可能將CMOS載入歷史的晶體管技術到底有什么不同？

CMOS也稱為互補金屬氧化物半導體，是集成電路的設計過程。 由硅基板上制作的NMOS和PMOS基本元件共同構成的電路具有互補性，因此被稱為CMOS電路。 1962年，美國RCA公司開發了MOS場效應晶體管。

第二年，F.M.Wanlass和C.T.Sah首次提出了CMOS技術，目前95%以上的集成電路芯片是基于CMOS工藝的。 利用CMOS工藝制造芯片時，需要在晶片上完成硼元素和磷元素的擴散，進而摻雜PMOS元件和NMOS元件制作，最終得到滿足要求的電路。 但是，在摻雜的過程中，需要不斷地進行光刻，使腐蝕和擴散不作用于光刻的選定部位。

通常，基于傳統CMOS設計過程的芯片制造需要10-17個掩模層。 除此之外，傳統的雙極技術需要使用高電阻電阻器，該電阻器在基板上占有很大的面積。 MOS和CMOS技術在取代以前主導的雙極工藝的同時，結構寬度的進一步縮小和物理規律的沖突越來越多，MOS達到了極限。

Bizen晶體管模型的提案技術可能有限度，但人類的智慧沒有限度。 英國第一家公司(SFN )與蘇格蘭芯片制造商Semefab合作開發Bizen晶體管架構，有可能從另一個方向打破CMOS的局限。 Bizen晶體管架構的最初目的是制作具有較少掩模步驟的芯片，在同一芯片上同時擁有邏輯和功率晶體管，以此本來的目的制作LED驅動器的集成電路。

提出了SFN的熱敏焊盤CEO利用二極管n區域和p區域之間的摻雜電平的急劇變化而產生的、最終產生量子電流的齊納二極管的反偏壓特性的想法。 Summerland希望利用這個電流來驅動雙極晶體管。 具體而言，SFN的Bizen晶體管設計結合了雙極結和齊納二極管的概念，利用量子隧道效應從傳統的雙極晶體管中去除了電阻和所有金屬層。

晶體管可以使用量子隧道連接柵極，建立多個柵極連接。 這意味著可以在一個晶體管內創建多個反相器門和或門，根據縮小邏輯電路的裸芯片(Summerland )的解釋，Bizen有一些靜態功耗的要求，但CMOS工藝技術迄今為止，Bizen晶體管沒有CMOS靜電放電(ESD )敏感性和閂鎖問題的煩惱，Bizen晶體管適合數字晶體管和功率器件。

該技術也具有擴展性潛力，Semefab理事長Allan James表示，根據各處理步驟的性質，該技術天生具有擴展到小節點的能力。 “這實際上是一個非常精密的過程體系結構，只有相對較少的擴散和八個掩模。 ”James表示，“8個掩?？梢灾谱髂軌驁绦羞壿嫻δ艿腂izen器件，能夠執行模擬功能的橫向器件和垂直NPN功率晶體管功能。

“Bizen晶體管什么時候可以使用？ 由于只需要4~8個掩模層(CMOS為10-17個掩模層)，Bizen晶體管可以在適合英國低資本支出的晶片廠比較大的工藝節點迅速且經濟地生產。 據SFN稱，交貨期可以從15周縮短到3周。 Semefab在蘇格蘭Glenrothes成立了33年，經營了包括兩個MOS /雙極工廠(一個是1m到0.7m節點的100mm晶片廠，另一個是1m到0.7m節點的150mm晶片廠)的三個晶片廠。

主要從事MEMS晶圓的代理業務。 其次，晶片代工廠進一步測試Bizen，提高集成度，進行包括加速壽命測試在內的進一步特性描述。 根據James，目前還沒有得到成品率統計信息，但迄今為止，Bizen晶體管在150mm的晶片上看起來均勻，隨機采樣的大量設備確實均勻。

2020年中以來，SFN與蘇格蘭Glenrothes當地私有半導體和MEMS晶圓廠Semefab合作，進行工藝開發和認證，生產設備，預計今年夏天發售第一批測試芯片。 在英國政府的扶持中，這些小費將更快問世。