Soos al baie keer gerapporteer is, moet iets gedoen word met 'n transistor kleiner as 5 nm. Vandag vervaardig chipvervaardigers die mees gevorderde oplossings deur vertikale FinFET-hekke te gebruik. FinFET-transistors kan steeds geproduseer word deur gebruik te maak van 5-nm en 4-nm tegniese prosesse (wat hierdie standaarde ook al beteken), maar reeds op die stadium van produksie van 3-nm-halfgeleiers, hou FinFET-strukture op om te werk soos dit moet. Die hekke van die transistors is te klein en die beheerspanning is nie laag genoeg vir die transistors om voort te gaan om hul funksie as hekke in geïntegreerde stroombane te verrig nie. Daarom sal die industrie en veral Samsung, vanaf die 3nm-prosestegnologie, oorskakel na die vervaardiging van transistors met ring- of allesomvattende GAA-hekke (Gate-All-Around). Met 'n vars persverklaring het Samsung pas 'n visuele infografika oor die struktuur van nuwe transistors en die voordele van die gebruik daarvan aangebied.
Soos in die illustrasie hierbo getoon, soos wat vervaardigingstandaarde afgeneem het, het hekke ontwikkel van vlakke strukture wat 'n enkele area onder die hek kan beheer, na vertikale kanale wat deur 'n hek aan drie kante omring word, en uiteindelik nader beweeg aan kanale wat deur hekke omring word. al vier kante. Hierdie hele pad het gepaard gegaan met 'n toename in die hekarea rondom die beheerde kanaal, wat dit moontlik gemaak het om die kragtoevoer na die transistors te verminder sonder om die stroomkenmerke van die transistors te benadeel, wat dus gelei het tot 'n toename in die werkverrigting van die transistors en 'n afname in lekstrome. In hierdie verband sal GAA-transistors 'n nuwe kroon van skepping word en sal dit nie beduidende herbewerking van klassieke CMOS-tegnologiese prosesse vereis nie.
Die kanale wat deur die hek omring word, kan óf in die vorm van dun brûe (nano-drade) óf in die vorm van breë brûe of nanoplaaie vervaardig word. Samsung kondig sy keuse ten gunste van nanoplaaie aan en beweer dat hy sy ontwikkeling met patente beskerm, hoewel hy al hierdie strukture ontwikkel het terwyl hy steeds 'n alliansie met IBM en ander maatskappye aangegaan het, byvoorbeeld met AMD. Samsung sal nie die nuwe transistors GAA noem nie, maar die eie naam MBCFET (Multi Bridge Channel FET). Wye kanaalbladsye sal aansienlike strome verskaf, wat moeilik is om te bereik in die geval van nanodraadkanale.
Die oorgang na ringhekke sal ook die energiedoeltreffendheid van nuwe transistorstrukture verbeter. Dit beteken dat die toevoerspanning van die transistors verminder kan word. Vir FinFET-strukture noem die maatskappy die voorwaardelike kragverminderingsdrempel 0,75 V. Die oorgang na MBCFET-transistors sal hierdie limiet selfs laer verlaag.
Die maatskappy noem die volgende voordeel van MBCFET-transistors buitengewone buigsaamheid van oplossings. Dus, as die kenmerke van FinFET-transistors in die produksiestadium slegs diskreet beheer kan word, deur 'n sekere aantal rande in die projek vir elke transistor te plaas, dan sal die ontwerp van stroombane met MBCFET-transistors lyk soos die beste afstemming vir elke projek. En dit sal baie eenvoudig wees om te doen: dit sal genoeg wees om die vereiste breedte van nanopage-kanale te kies, en hierdie parameter kan lineêr verander word.
Vir die vervaardiging van MBCFET-transistors, soos hierbo genoem, is die klassieke CMOS-prosestegnologie en industriële toerusting wat in fabrieke geïnstalleer is, geskik sonder noemenswaardige veranderinge. Slegs die verwerkingstadium van silikonwafels sal geringe wysigings vereis, wat verstaanbaar is, en dit is al. Aan die kant van die kontakgroepe en metalliseringslae hoef jy nie eers iets te verander nie.
Ten slotte gee Samsung vir die eerste keer 'n kwalitatiewe beskrywing van die verbeterings wat die oorgang na die 3nm-prosestegnologie en MBCFET-transistors sal meebring (om dit duidelik te maak, Samsung praat nie direk van die 3nm-prosestegnologie nie, maar dit het voorheen berig dat die 4nm-prosestegnologie sal steeds FinFET-transistors gebruik). Dus, in vergelyking met die 7nm FinFET-prosestegnologie, sal skuif na die nuwe norm en MBCFET 'n 50% vermindering in verbruik, 'n 30% toename in werkverrigting en 'n 45% vermindering in chip area bied. Nie “óf, of”, maar in totaliteit. Wanneer sal dit gebeur? Dit kan gebeur dat teen die einde van 2021.
Bron: 3dnews.ru