Както многократно се съобщава, нещо трябва да се направи с транзистор, по-малък от 5 nm. Днес производителите на чипове произвеждат най-модерните решения, използвайки вертикални FinFET гейтове. FinFET транзисторите все още могат да се произвеждат с помощта на 5-nm и 4-nm технически процеси (каквото и да означават тези стандарти), но вече на етапа на производство на 3-nm полупроводници FinFET структурите спират да работят както трябва. Гейтовете на транзисторите са твърде малки и управляващото напрежение не е достатъчно ниско, за да могат транзисторите да продължат да изпълняват функцията си на гейтове в интегралните схеми. Следователно индустрията и по-специално Samsung, започвайки от 3nm технологичен процес, ще премине към производството на транзистори с пръстен или всеобхватни GAA (Gate-All-Around) порти. С неотдавнашно прессъобщение Samsung току-що представи визуална инфографика за структурата на новите транзистори и предимствата от използването им.
Както е показано на илюстрацията по-горе, тъй като производствените стандарти са намалели, портите са еволюирали от равнинни структури, които могат да контролират една област под портата, до вертикални канали, заобиколени от порта от три страни, и накрая се приближават до канали, заобиколени от порти с и четирите страни. Целият този път беше придружен от увеличаване на зоната на портата около контролирания канал, което направи възможно намаляването на захранването на транзисторите, без да се компрометират текущите характеристики на транзисторите, което води до увеличаване на производителността на транзисторите и намаляване на токовете на утечка. В това отношение GAA транзисторите ще се превърнат в нов венец на творчеството и няма да изискват значителна преработка на класическите CMOS технологични процеси.
Каналите, заобиколени от портата, могат да бъдат произведени или под формата на тънки мостове (нанопроводници), или под формата на широки мостове или наностраници. Samsung обявява избора си в полза на наностраниците и твърди, че защитава своето развитие с патенти, въпреки че разработи всички тези структури, докато все още влиза в съюз с IBM и други компании, например с AMD. Samsung няма да нарича новите транзистори GAA, а собственото име MBCFET (Multi Bridge Channel FET). Широките канални страници ще осигурят значителни токове, които са трудни за постигане в случай на нанопроводни канали.
Преходът към ring gate също ще подобри енергийната ефективност на новите транзисторни структури. Това означава, че захранващото напрежение към транзисторите може да бъде намалено. За структурите FinFET компанията нарича условния праг на намаляване на мощността 0,75 V. Преходът към MBCFET транзистори ще намали тази граница още по-ниско.
Компанията нарича следващото предимство на транзисторите MBCFET изключителната гъвкавост на решенията. Така че, ако характеристиките на FinFET транзисторите на етапа на производство могат да се контролират само дискретно, като се поставят определен брой ръбове в проекта за всеки транзистор, тогава проектирането на схеми с MBCFET транзистори ще прилича на най-фината настройка за всеки проект. И това ще бъде много лесно да се направи: ще бъде достатъчно да изберете необходимата ширина на каналите на наностраници и този параметър може да се променя линейно.
За производството на MBCFET транзистори, както беше споменато по-горе, класическата CMOS технологична технология и промишленото оборудване, инсталирано във фабриките, са подходящи без значителни промени. Само етапът на обработка на силиконовите пластини ще изисква незначителни модификации, което е разбираемо, и това е всичко. От страна на контактните групи и слоевете за метализация дори не е нужно да променяте нищо.
В заключение, Samsung за първи път дава качествено описание на подобренията, които преходът към 3nm технологичен процес и MBCFET транзистори ще донесе със себе си (за пояснение, Samsung не говори директно за 3nm технологичен процес, но по-рано съобщи, че 4nm технологията на процеса все още ще използва FinFET транзистори). И така, в сравнение със 7nm FinFET процесната технология, преминаването към новата норма и MBCFET ще осигури 50% намаление на консумацията, 30% увеличение на производителността и 45% намаление на площта на чипа. Не „или, или“, а в съвкупност. Кога ще стане това? Може да се случи така, че до края на 2021г.
Източник: 3dnews.ru