Kao što je već mnogo puta rečeno, potrebno je nešto učiniti s tranzistorom manjim od 5 nm. Danas proizvođači čipova proizvode najnaprednija rješenja koristeći vertikalna FinFET vrata. FinFET tranzistori se i dalje mogu proizvoditi pomoću 5-nm i 4-nm tehničkih procesa (što god ti standardi značili), ali već u fazi proizvodnje 3-nm poluvodiča, FinFET strukture prestaju raditi kako bi trebale. Vrata tranzistora su premala i upravljački napon nije dovoljno nizak da bi tranzistori mogli nastaviti obavljati svoju funkciju vrata u integriranim krugovima. Stoga će industrija, a posebice Samsung, počevši od 3nm procesne tehnologije, prijeći na proizvodnju tranzistora s prstenastim ili sveobuhvatnim GAA (Gate-All-Around) vratima. Nedavnom objavom za tisak, Samsung je upravo predstavio vizualnu infografiku o strukturi novih tranzistora i prednostima njihove uporabe.
Kao što je prikazano na gornjoj ilustraciji, kako su proizvodni standardi opali, vrata su evoluirala od ravnih struktura koje su mogle kontrolirati jedno područje ispod vrata, do okomitih kanala okruženih vratima s tri strane, i konačno približavajući se kanalima okruženim vratima s sve četiri strane. Cijeli ovaj put bio je popraćen povećanjem područja vrata oko kontroliranog kanala, što je omogućilo smanjenje napajanja tranzistora bez ugrožavanja trenutnih karakteristika tranzistora, što je dovelo do povećanja performansi tranzistora. i smanjenje struja curenja. U tom smislu GAA tranzistori postat će nova kruna stvaranja i neće zahtijevati značajne prerade klasičnih CMOS tehnoloških procesa.
Kanali okruženi vratima mogu biti izrađeni ili u obliku tankih mostova (nanožica) ili u obliku širokih mostova ili nanostranica. Samsung objavljuje svoj izbor u korist nanostranica i tvrdi da štiti svoj razvoj patentima, iako je sve te strukture razvio dok je još bio u savezu s IBM-om i drugim tvrtkama, na primjer, s AMD-om. Samsung nove tranzistore neće nazvati GAA, već zaštićenim nazivom MBCFET (Multi Bridge Channel FET). Široke stranice kanala će osigurati značajne struje, što je teško postići u slučaju kanala nanožica.
Prijelaz na prstenasta vrata također će poboljšati energetsku učinkovitost novih tranzistorskih struktura. To znači da se napon napajanja tranzistora može smanjiti. Za FinFET strukture, tvrtka naziva uvjetni prag smanjenja snage od 0,75 V. Prijelaz na MBCFET tranzistore snizit će ovu granicu još niže.
Sljedećom prednošću MBCFET tranzistora tvrtka naziva izuzetnu fleksibilnost rješenja. Dakle, ako se karakteristike FinFET tranzistora u fazi proizvodnje mogu kontrolirati samo diskretno, stavljajući određeni broj rubova u projekt za svaki tranzistor, tada će projektiranje sklopova s MBCFET tranzistorima nalikovati najfinijem podešavanju za svaki projekt. I to će biti vrlo jednostavno učiniti: bit će dovoljno odabrati potrebnu širinu kanala nanostranice, a ovaj se parametar može mijenjati linearno.
Za proizvodnju MBCFET tranzistora, kao što je gore navedeno, prikladna je klasična CMOS procesna tehnologija i industrijska oprema instalirana u tvornicama bez značajnih promjena. Samo će faza obrade silicijskih pločica zahtijevati manje izmjene, što je razumljivo, i to je sve. Što se tiče kontaktnih grupa i slojeva metalizacije, ne morate čak ništa mijenjati.
Zaključno, Samsung po prvi put daje kvalitativni opis poboljšanja koje će prijelaz na 3nm procesnu tehnologiju i MBCFET tranzistore donijeti sa sobom (da pojasnimo, Samsung ne govori izravno o 3nm procesnoj tehnologiji, ali je ranije izvijestio da 4nm procesna tehnologija i dalje će koristiti FinFET tranzistore). Dakle, u usporedbi sa 7nm FinFET procesnom tehnologijom, prelazak na novu normu i MBCFET omogućit će smanjenje potrošnje od 50%, povećanje performansi od 30% i smanjenje površine čipa od 45%. Ne “ili, ili”, nego u cjelini. Kada će se to dogoditi? Može se dogoditi da do kraja 2021.
Izvor: 3dnews.ru