中美科技戰令晶片股炒起，其中，中芯國際(00981)以FinFET技術跨代殺入14納米製程，現在又獲「國家隊」注資及登陸上海科創板集資逾300億元人民幣發展有關產能和技術，觀乎「龍頭」台積電亦揭盅，會沿用FinFET發展更先進的3納米製程，市場自然對掌握該技術的中芯抱有更大憧憬，股價過去一年累飆約2倍，近日更創新高。不過，南韓三星電子卻準備以GAAFET發展3納米製程，圖謀「一FET蹺起」台積電。因此，散戶在投資晶片股時須詳細了解，以免炒錯！
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1、一塊晶片的主角是甚麼？
正所謂：「入市須謹慎。」經常說晶片股，究竟晶片是甚麼？專研晶片設計的中文大學電子工程系副教授潘江鵬接受本報專訪時指，FET的正式名稱是場效電晶體，FinFET和GAAFET為不同種類，而電晶體則是晶片最基本、最核心的元件，指甲般大小的晶片上有幾十億個，服務電子產品各種功能的運算。
FinFET投入商用之前，半導體廠商一直是用MOSFET電晶體製造各式各樣的晶片。其大致呈平面，頂層是扮演閘極的金屬(M)，下層是半導體(S)，中間隔有一層氧化物(O)；半導體層分為源極和漏極。
閘極被施以電壓後，其下方的電流通道就形成，持負電荷的電子或持正電荷的空穴從源極流往漏極，漏極累積足夠多的負或正電荷後，就會得出「0」或「1」的信號。相反，當閘極沒有電壓，下面就沒有電流通道。電晶體愈小，對應「0」或「1」信號所需要的電荷就愈小，就會更快和更省電。
要知道，數碼世界就是「0」和「1」組成，人類就是這樣操縱肉眼完全看不見的電子快速進行運算，並創造出日新月異的晶片用於不同場景。
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2、「XX納米」所謂何事？
現時投資者琅琅上口的「XX納米」，其實是源極和漏極的距離。潘江鵬介紹道，一代製程是指同一面積的晶片上，放多一倍電晶體，進行運算的部件增加之際，總耗電量卻不變。如果把器件長闊均縮小30%，兩個僅餘70%的長度相乘後，面積就縮了一半，所以65納米下一代是45納米，如此類推。
然而，潘江鵬指，源極和漏極的距離愈短，就愈有所謂「短通道效應」。這個一直令半導體廠商頭痛的問題是指，閘極明明沒有電壓，下面卻照樣有電流，「嚴重嘅情況係，到時應該0佢出咗1，應該1佢就出咗0，已經唔係hang機咁簡單，而係成塊晶片用唔到！一部手機賣得畀你已經唔會有呢個問題，但你解決唔到咪出唔到新產品囉！」即使沒有這種嚴重的情況，也會出現漏電，一部手機待機時也會大量耗電。
原本在20納米以上製程時，「短通道效應」還能透過控制半導體攙雜等傳統方法去紓緩，惟之後已無法忍受，於是廠商不再用MOSFET，改用中芯現任舵手梁孟松的「師父」、台積電前技術長胡正明廿年前發明的FinFET(鰭式場效電晶體)結構。
因此，簡單來說，晶片股是鬥「最小納米」，當有了3納米，就不會有人想用其他，因功能追不上之餘又耗電。
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3、中芯的FinFET強在哪裏？
正如上述提及，中芯股價之所以能飛升，答案在於FinFET！它乃源極、漏極及中間通道隆起，狀如魚鰭(Fin)，兩個極之間由閘極上、左、右三方包住，增強對電流開關的控制。三星電子準備用於3納米製程的GAAFET則採用環繞式閘極（Gate-All-Around）架構，把電流通道從上、下、左、右四面牢牢包實，但目的都是一樣。
因此，不同的FET其實是人類透過改良電晶體的結構，使其愈來愈小而誕生。成功量產一款新FET意味着廠商具備製造更尖端晶片的本事。
中芯招股書提到目前公司有12個研發項目，其中參與人數最多的乃約300人的「N+1」第二代FinFET技術。其心血放在改進FinFET生產方法去提升晶片性能，現時已進入客戶導入階段，即與晶片設計公司探討讓其採用這款新式工藝。
簡而言之，中芯股價近期屢創新高，就是因市場憧憬這技術。
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4、製造工藝到盡頭了嗎？
對於晶片界前景，潘江鵬相信，「龍頭」台積電之所以繼續用FinFET去迎戰三星，原因是公司於有關工藝上累計投資甚巨，如果能讓它殺入3納米工藝，就可以為客戶做到成本較低的產品，方便已經用慣FinFET設計晶片的客戶。
值得留意的是，其實20納米以下的製程已經與源極和漏極的距離沒有明確關係，「更多係種商標，畀人知我比同廠上一代擺到多一倍電晶體」。事實上，台積電董事長劉德音去年7月曾公開質疑三星所謂3納米製程只是接近台積電的5納米而已。
不過，潘江鵬相信，就算一種FET到達極限，以市場需求龐大，總有人能發明新的電晶體形態及成功掌握其生產技術。況且一塊按功能分開不同區域的晶片，之後也能分為面積相同的不同功能晶片，以先進封裝技術連接和疊起來而不失纖薄。
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【內地研發2納米晶片 從此不再被揸頸就命？】
兩年前中興通訊(00763)被美國狠施出口禁令以來，內地無數人因為中國無法做到晶片自主供應而扼腕嘆息。中國科學院今年初公布研發出「2納米」晶片技術，聽起來比台積電和三星電子更加先進，那麼，中國晶片供應豈不是從此不再需要仰人鼻息？
中文大學電子工程系副教授潘江鵬指出，該2納米技術是一種新的電晶體，其結構與三星擬用於3納米製程的GAAFET相似，惟最大分別在於源極、電子通道和漏極變成垂直去縮小面積，進一步提升晶片的器件和運算密度。
不過，他指，中科院成功在實驗室示範了一個這樣的電晶體以後，如何量產是最大挑戰，因為一塊小小的晶片已經有數以十億計的電晶體。現時只是充當FinFET和GAAFET皆走到極限時的重要後補方案，況且台積電和三星亦有可能在中國這個電晶體量產之前，運用其他方式殺入1納米製程。
說到晶片供應自主，潘江鵬指，問題是技術非常廣泛，而且很多不由內地掌握。就生產環節，開發7納米或以下製程必需的極紫外光(EUV)光刻機是荷蘭貨(EUV可比喻為一支筆尖幼很多的筆)，而且就算是落後的製程也有很多專利保護，換言之，追趕一個別人已經量產的製程，意味工程師要日以繼夜另闢蹊徑。然而，當技術更新迭代速度減慢時，從後趕上的機會還是很大。
而在設計方面，工程師所需的電子設計自動化(EDA)軟件由美國企業Synopsys及Cadence壟斷，華為雖然買了永久版權，但因為美國禁令而不獲更新；而且設計一塊晶片很多時要採用其他公司開發的架構，但都是掌握在外國手上的專利。不過，也有公開的架構可供採用。
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【自由市場拖累！香港科創教育仍須急起直追】
開拓創新科技產業乃香港扭轉經濟困局的「標準答案」，中文大學電子工程系副教授潘江鵬作為一位培訓大量工程人才的前線教育工作者，日常工作亦是科研，又怎樣看這個問題？
就中學教育，他認為，現時高中四個必修科除了數學外，其他都是文科，「M1、M2(數學科延伸單元)少人讀」。中英文訓練語言表達能力，無疑非常重要，但可以想辦法調節通識的課時，讓理科生有更多時間打好日後投身科研的學術基礎，而政府和學界亦可以想辦法培育有STEM(科學、技術、工程及數學)潛質的學生。他亦認為，適宜在中學增強編程的訓練。
就本港科企在國際上顯得「無影」，潘江鵬認為，部分原因是香港是自由經濟體，產品和服務可自由進入香港市場，本土初創企業很多時候發展本地市場，已經要面對來自全世界的競爭，反觀內地市場龐大，「可能就算件產品未係咁好，都有足夠消費者畀企業慢慢發展」。
不過，他強調，香港還有一批很有幹勁的年輕人做初創公司，政府應該好好保護和培育，多與他們合作，增加其曝光率，使其得以憑藉政府的認可開拓市場。此外，香港還有很多科研人才到外國進修，如台積電首席科學家黃漢森本科就是香港大學畢業，「香港喺國際舞台聯繫好廣，好多企得高望得遠嘅人，政府可以多啲聯誼佢哋，聽取佢哋嘅建議」。
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