Kao što je više puta objavljeno, nešto treba učiniti sa tranzistorom manjim od 5 nm. Danas proizvođači čipova proizvode najnaprednija rješenja koristeći vertikalne FinFET kapije. FinFET tranzistori se još uvijek mogu proizvoditi korištenjem 5-nm i 4-nm tehničkih procesa (šta god ovi standardi značili), ali već u fazi proizvodnje 3-nm poluvodiča, FinFET strukture prestaju raditi kako bi trebale. Gejtovi tranzistora su premali i kontrolni napon nije dovoljno nizak da bi tranzistori nastavili da obavljaju svoju funkciju kapije u integrisanim kolima. Stoga će industrija, a posebno Samsung, počevši od 3nm procesne tehnologije, preći na proizvodnju tranzistora sa prstenastim ili sveobuhvatnim GAA (Gate-All-Around) vratima. Sa nedavnim saopštenjem za javnost, Samsung je upravo predstavio vizuelnu infografiku o strukturi novih tranzistora i prednostima njihovog korišćenja.
Kao što je prikazano na gornjoj ilustraciji, kako su standardi proizvodnje opadali, kapije su evoluirale od ravnih struktura koje bi mogle kontrolirati jedno područje ispod kapije, do vertikalnih kanala okruženih kapijom sa tri strane, i konačno približavanje kanalima okruženim kapijama sa sve četiri strane. Cijeli ovaj put bio je praćen povećanjem površine kapije oko kontroliranog kanala, što je omogućilo smanjenje napajanja tranzistora bez ugrožavanja trenutnih karakteristika tranzistora, što je dovelo do povećanja performansi tranzistora. i smanjenje struje curenja. S tim u vezi, GAA tranzistori će postati nova kruna stvaranja i neće zahtijevati značajnu preradu klasičnih CMOS tehnoloških procesa.
Kanali okruženi kapijom mogu se proizvesti ili u obliku tankih mostova (nanožica) ili u obliku širokih mostova ili nanostranica. Samsung najavljuje svoj izbor u korist nanostranica i tvrdi da štiti svoj razvoj patentima, iako je sve te strukture razvio dok je još ulazio u savez sa IBM-om i drugim kompanijama, na primjer, sa AMD-om. Samsung neće zvati nove tranzistore GAA, već vlasnički naziv MBCFET (Multi Bridge Channel FET). Stranice širokih kanala će obezbijediti značajne struje, koje je teško postići u slučaju kanala nanožica.
Prelazak na prstenaste kapije će takođe poboljšati energetsku efikasnost novih tranzistorskih struktura. To znači da se napon napajanja tranzistora može smanjiti. Za FinFET strukture, kompanija naziva uslovni prag smanjenja snage 0,75 V. Prelazak na MBCFET tranzistore snizit će ovu granicu još niže.
Sljedeću prednost MBCFET tranzistora kompanija naziva izuzetnu fleksibilnost rješenja. Dakle, ako se karakteristike FinFET tranzistora u fazi proizvodnje mogu kontrolisati samo diskretno, stavljajući određeni broj rubova u projekat za svaki tranzistor, tada će projektovanje kola sa MBCFET tranzistorima ličiti na najfinije podešavanje za svaki projekat. A to će biti vrlo jednostavno za napraviti: dovoljno je odabrati potrebnu širinu nanopage kanala, a ovaj parametar se može mijenjati linearno.
Za proizvodnju MBCFET tranzistora, kao što je već spomenuto, bez značajnijih promjena prikladna je klasična CMOS procesna tehnologija i industrijska oprema instalirana u tvornicama. Samo će faza obrade silikonskih wafera zahtijevati manje modifikacije, što je razumljivo, i to je sve. Što se tiče kontaktnih grupa i metalizacijskih slojeva, ne morate ništa mijenjati.
U zaključku, Samsung po prvi put daje kvalitativan opis poboljšanja koja će prelazak na 3nm procesnu tehnologiju i MBCFET tranzistori donijeti sa sobom (da pojasnimo, Samsung ne govori direktno o 3nm procesnoj tehnologiji, ali je ranije izvijestio da 4nm procesna tehnologija će i dalje koristiti FinFET tranzistore). Dakle, u poređenju sa 7nm FinFET procesnom tehnologijom, prelazak na novu normu i MBCFET će obezbediti 50% smanjenje potrošnje, 30% povećanje performansi i 45% smanjenje površine čipa. Ne „ili, ili“, već u potpunosti. Kada će se to dogoditi? Može se desiti da do kraja 2021.
izvor: 3dnews.ru