Seperti yang telah dilaporkan berkali-kali, sesuatu perlu dilakukan dengan transistor yang lebih kecil dari 5 nm. Saat ini, produsen chip memproduksi solusi paling canggih menggunakan gerbang FinFET vertikal. Transistor FinFET masih dapat diproduksi menggunakan proses teknis 5nm dan 4nm (apa pun arti standar ini), tetapi sudah pada tahap produksi semikonduktor 3nm, struktur FinFET berhenti bekerja sebagaimana mestinya. Gerbang transistor terlalu kecil dan tegangan kontrol tidak cukup rendah agar transistor dapat terus menjalankan fungsinya sebagai gerbang dalam rangkaian terpadu. Oleh karena itu, industri dan khususnya Samsung, mulai dari teknologi proses 3nm, akan beralih ke produksi transistor dengan gerbang ring atau gerbang GAA (Gate-All-Around) yang mencakup semua. Dalam siaran persnya baru-baru ini, Samsung baru saja menyajikan infografis visual tentang struktur transistor baru dan keuntungan penggunaannya.
Seperti yang ditunjukkan dalam ilustrasi di atas, seiring dengan menurunnya standar manufaktur, gerbang telah berevolusi dari struktur planar yang dapat mengontrol satu area di bawah gerbang, menjadi saluran vertikal yang dikelilingi oleh gerbang di tiga sisinya, dan akhirnya bergerak lebih dekat ke saluran yang dikelilingi oleh gerbang dengan gerbang. keempat sisinya. Keseluruhan jalur ini disertai dengan peningkatan area gerbang di sekitar saluran yang dikontrol, yang memungkinkan pengurangan pasokan daya ke transistor tanpa mengurangi karakteristik arus transistor, sehingga menyebabkan peningkatan kinerja transistor. dan penurunan arus bocor. Dalam hal ini, transistor GAA akan menjadi mahkota ciptaan baru dan tidak memerlukan pengerjaan ulang yang signifikan dari proses teknologi CMOS klasik.
Saluran yang dikelilingi oleh gerbang dapat diproduksi dalam bentuk jembatan tipis (kawat nano) atau dalam bentuk jembatan lebar atau halaman nano. Samsung mengumumkan pilihannya untuk mendukung nanopage dan mengklaim melindungi pengembangannya dengan paten, meskipun mereka mengembangkan semua struktur ini sambil tetap menjalin aliansi dengan IBM dan perusahaan lain, misalnya dengan AMD. Samsung tidak akan menyebut transistor barunya GAA, melainkan nama kepemilikannya MBCFET (Multi Bridge Channel FET). Halaman saluran lebar akan memberikan arus yang signifikan, yang sulit dicapai dalam kasus saluran kawat nano.
Transisi ke gerbang cincin juga akan meningkatkan efisiensi energi struktur transistor baru. Artinya tegangan suplai transistor dapat dikurangi. Untuk struktur FinFET, perusahaan menyebut ambang batas pengurangan daya bersyarat 0,75 V. Transisi ke transistor MBCFET akan menurunkan batas ini lebih rendah lagi.
Perusahaan menyebut keunggulan berikutnya dari transistor MBCFET sebagai fleksibilitas solusi yang luar biasa. Jadi, jika karakteristik transistor FinFET pada tahap produksi hanya dapat dikontrol secara terpisah, dengan memasukkan sejumlah tepi ke dalam proyek untuk setiap transistor, maka merancang rangkaian dengan transistor MBCFET akan menyerupai penyetelan terbaik untuk setiap proyek. Dan ini akan sangat mudah dilakukan: cukup memilih lebar saluran nanopage yang diperlukan, dan parameter ini dapat diubah secara linier.
Untuk produksi transistor MBCFET, seperti disebutkan di atas, teknologi proses CMOS klasik dan peralatan industri yang dipasang di pabrik cocok tanpa perubahan signifikan. Hanya tahap pemrosesan wafer silikon yang memerlukan sedikit modifikasi, yang dapat dimengerti, dan itu saja. Pada bagian grup kontak dan lapisan metalisasi, Anda bahkan tidak perlu mengubah apa pun.
Sebagai kesimpulan, Samsung untuk pertama kalinya memberikan gambaran kualitatif tentang peningkatan yang akan dibawa oleh transisi ke teknologi proses 3nm dan transistor MBCFET (untuk memperjelas, Samsung tidak secara langsung berbicara tentang teknologi proses 3nm, tetapi sebelumnya dilaporkan bahwa teknologi proses 4nm masih akan menggunakan transistor FinFET). Jadi, dibandingkan dengan teknologi proses FinFET 7nm, peralihan ke norma baru dan MBCFET akan memberikan pengurangan konsumsi sebesar 50%, peningkatan kinerja sebesar 30%, dan pengurangan area chip sebesar 45%. Bukan “salah satu atau”, tetapi secara totalitas. Kapan ini akan terjadi? Mungkin saja hal itu terjadi pada akhir tahun 2021.
Sumber: 3dnews.ru