Як неаднаразова паведамлялася, з транзістарам памерамі менш за 5 нм трэба нешта рабіць. Сёння вытворцы чыпаў самыя перадавыя рашэнні выпускаюць з выкарыстаннем вертыкальных засавак FinFET. Транзістары FinFET яшчэ можна будзе выпускаць з выкарыстаннем 5-нм і 4-нм тэхпрацэсу (што б ні разумелася пад гэтымі нормамі), але ўжо на этапе вытворчасці 3-нм паўправаднікоў структуры FinFET перастаюць працаваць так, як трэба. Засаўкі транзістараў апыняюцца занадта малыя, а кіравальная напруга нядосыць нізкім, каб транзістары працягвалі выконваць сваю функцыю вентыляў у інтэгральных схемах. Таму галіна і, у прыватнасці, кампанія Samsung, пачынальна з 3-нм тэхпрацэсу пяройдзе на выраб транзістараў з колцавымі або комплекснымі засаўкамі GAA (Gate-All-Around). Свежым прэс-рэлізам кампанія Samsung як раз прадставіла навочную інфаграфіку аб структуры новых транзістараў і аб перавазе іх выкарыстання.
Як паказана на ілюстрацыі вышэй, па меры зніжэння тэхналагічных норм вытворчасці засаўкі прайшлі шлях ад планарных структур, якія маглі кантраляваць адну-адзіную вобласць пад засаўкай да вертыкальных каналаў, акружаных затворам з трох бакоў і, нарэшце, наблізіліся да пераходу на каналы, акружаныя засаўкамі са усіх чатырох бакоў. Увесь гэты шлях суправаджаўся павелічэннем плошчы засаўкі вакол кіраванага канала, што дазваляла зніжаць харчаванне транзістараў без шкоды для токавых характарыстык транзістараў, такім чынам, вяло да павелічэння прадукцыйнасці транзістараў і да зніжэння токаў уцечак. Транзістары GAA у гэтым плане стануць новым вянком тварэння і пры гэтым не запатрабуюць значнай пераробкі класічных КМОП-тэхпрацэсаў.
Акружаныя засаўкай каналы могуць выпускацца як у выглядзе тонкіх перамычак (нанаправодаў), так і ў выглядзе шырокіх мастоў або нанастаронак. Кампанія Samsung паведамляе аб выбары на карысць нанастаронак і заяўляе аб абароне распрацоўкі патэнтамі, хоць усе гэтыя структуры яна распрацоўвала, яшчэ ўваходзячы ў альянс з IBM і іншымі кампаніямі, напрыклад, з AMD. Новыя транзістары Samsung будзе называць не GAA, а патэнтаваным імем MBCFET (Multi Bridge Channel FET). Шырокія старонкі каналаў забяспечаць значныя токі, якія цяжка дасягальныя ў выпадку нанаправодных каналаў.
Пераход да кальцавых засаўак дазволіць таксама павялічыць энергаэфектыўнасць новых транзістарных структур. Гэта азначае, што напруга сілкавання транзістараў можна паменшыць. Для FinFET структур умоўным парогам зніжэння харчавання кампанія называе 0,75 В. Пераход на транзістары MBCFET апусціць гэтую мяжу яшчэ ніжэй.
Наступнай перавагай транзістараў MBCFET кампанія называе незвычайную гнуткасць рашэнняў. Так, калі характарыстыкамі транзістараў FinFET на стадыі вытворчасці можна кіраваць толькі дыскрэтна, закладваючы ў праект пэўную колькасць рэбраў на кожны транзістар, то праектаванне схем з транзістарамі MBCFET будзе нагадваць найтонкі цюнінг пад кожны праект. І гэта будзе зрабіць вельмі проста: дастаткова будзе абраць неабходную шырыню каналаў-нанастаронак, а гэты параметр можна змяняць лінейна.
Для вытворчасці MBCFET-транзістараў, як ужо сказана вышэй, класічны тэхпрацэс КМОП і ўсталяванае на заводах прамысловае абсталяванне падыдуць без значных змен. Невялікі дапрацоўкі запатрабуе толькі этап апрацоўкі крамянёвых пласцін, што суцэль вытлумачальна, і ўсё. З боку кантактных груп і пластоў металізацыі нават не давядзецца нічога мяняць.
У заключэнне Samsung упершыню дае якасную характарыстыку тым паляпшэнням, якія прынясе з сабой пераход на 3-нм тэхпрацэс і транзістары MBCFET (удакладнім, Samsung прама не кажа аб 3-нм тэхпрацэсе, але раней яна паведамляла, што 4-нм тэхпрацэс усё яшчэ будзе выкарыстоўваць транзістары FinFET). Такім чынам, у параўнанні з 7-нм FinFET тэхпрацэсам пераход на новыя нормы і MBCFET забяспечыць зніжэнне спажывання на 50%, павелічэнне прадукцыйнасці на 30% і памяншэнне плошчы чыпаў на 45%. Не "ці, ці", а менавіта ў сукупнасці. Калі гэта адбудзецца? Можа так стацца, што ўжо да канца 2021 году.
Крыніца: 3dnews.ru