Nagu on korduvalt teatatud, tuleb midagi ette võtta transistoriga, mis on väiksem kui 5 nm. Tänapäeval toodavad kiibitootjad kõige arenenumaid lahendusi, kasutades vertikaalseid FinFET-väravaid. FinFET-transistore saab endiselt toota 5-nm ja 4-nm tehnilisi protsesse kasutades (mida iganes need standardid ka ei tähenda), kuid juba 3-nm pooljuhtide tootmise etapis lakkavad FinFET-struktuurid töötamast nii nagu peaks. Transistoride väravad on liiga väikesed ja juhtpinge ei ole piisavalt madal, et transistorid saaksid jätkata oma funktsiooni täitmist integraallülitustes. Seetõttu läheb tööstus ja eelkõige Samsung alates 3nm protsessitehnoloogiast üle ring- või kõikehõlmavate GAA (Gate-All-Around) väravatega transistoride tootmisele. Samsung esitles hiljuti avaldatud pressiteates visuaalset infograafikat uute transistoride struktuuri ja nende kasutamise eeliste kohta.
Nagu on näidatud ülaltoodud joonisel, on tootmisstandardite langedes väravad arenenud tasapinnalistest konstruktsioonidest, mis suudavad juhtida üht värava all olevat ala, vertikaalseteks kanaliteks, mida ümbritseb värav kolmest küljest ja lõpuks liikudes lähemale kanalitele, mida ümbritsevad väravad. kõik neli külge. Kogu selle teega kaasnes kontrollitava kanali ümbruse väravaala suurenemine, mis võimaldas vähendada transistoride toiteallikat, ilma et see kahjustaks transistoride vooluomadusi, mis tõi kaasa transistoride jõudluse suurenemise. ja lekkevoolude vähenemine. Sellega seoses saavad GAA-transistorid uueks loomise krooniks ja ei nõua klassikaliste CMOS-i tehnoloogiliste protsesside olulist ümbertöötamist.
Väravaga ümbritsetud kanaleid saab valmistada kas õhukeste sildade (nanojuhtmete) või laiade sildade või nanolehtedena. Samsung teatab oma valikust nanolehtede kasuks ja väidab, et kaitseb oma arendust patentidega, kuigi arendas kõiki neid struktuure, sõlmides siiski liidu IBM-i ja teiste ettevõtetega, näiteks AMD-ga. Samsung ei hakka uusi transistore nimetama GAA-ks, vaid firmanimeks MBCFET (Multi Bridge Channel FET). Laiad kanalilehed pakuvad märkimisväärseid voolusid, mida nanojuhtmete kanalite puhul on raske saavutada.
Üleminek ringväravatele parandab ka uute transistorstruktuuride energiatõhusust. See tähendab, et transistoride toitepinget saab vähendada. FinFET-struktuuride puhul nimetab ettevõte tingimuslikuks võimsuse vähendamise künniseks 0,75 V. Üleminek MBCFET-transistoridele viib selle piiri veelgi madalamale.
Ettevõte nimetab MBCFET-transistoride järgmiseks eeliseks lahenduste erakordset paindlikkust. Seega, kui FinFET-transistoride omadusi saab tootmisetapis juhtida ainult diskreetselt, pannes iga transistori jaoks projekti teatud arvu servi, siis MBCFET-transistoridega ahelate kujundamine meenutab iga projekti peenemat häälestust. Ja seda on väga lihtne teha: piisab nanolehe kanalite vajaliku laiuse valimisest ja seda parameetrit saab lineaarselt muuta.
MBCFET-transistoride tootmiseks, nagu eespool mainitud, sobib ilma oluliste muudatusteta klassikaline CMOS-protsessitehnoloogia ja tehastesse paigaldatud tööstusseadmed. Ainult räniplaatide töötlemise etapp nõuab väiksemaid muudatusi, mis on arusaadav ja see on kõik. Kontaktrühmade ja metalliseerimiskihtide osas ei pea te isegi midagi muutma.
Kokkuvõtteks võib öelda, et Samsung kirjeldab esimest korda kvalitatiivselt täiustusi, mida 3nm protsessitehnoloogiale ja MBCFET-transistoridele üleminek endaga kaasa toob (selgituseks, Samsung ei räägi otseselt 3nm protsessitehnoloogiast, kuid teatas varem, et 4 nm protsessitehnoloogia kasutab endiselt FinFET-transistore). Seega, võrreldes 7 nm FinFET protsessitehnoloogiaga, annab uuele normile üleminek ja MBCFET 50% väiksema tarbimise, 30% tõusu jõudluse ja 45% kiibi pindala vähenemise. Mitte "kas või", vaid tervikuna. Millal see juhtub? Võib juhtuda, et 2021. aasta lõpuks.
Allikas: 3dnews.ru