Eins og margoft hefur verið greint frá þarf að gera eitthvað með smári sem er minni en 5 nm. Í dag eru flísaframleiðendur að framleiða fullkomnustu lausnirnar með lóðréttum FinFET hliðum. FinFET smára er enn hægt að framleiða með 5 nm og 4 nm tæknilegum ferlum (hvað sem þessir staðlar þýða), en þegar á framleiðslustigi 3 nm hálfleiðara hætta FinFET mannvirki að virka eins og þau ættu að gera. Hlið smára eru of lítil og stýrispennan er ekki nógu lág til að smára geti haldið áfram að gegna hlutverki sínu sem hlið í samþættum hringrásum. Þess vegna mun iðnaðurinn og sérstaklega Samsung, frá og með 3nm vinnslutækninni, skipta yfir í framleiðslu smára með hring eða alltumlykjandi GAA (Gate-All-Around) hliðum. Með nýrri fréttatilkynningu kynnti Samsung nýlega sjónræna upplýsingamynd um uppbyggingu nýrra smára og kosti þess að nota þá.
Eins og sést á myndinni hér að ofan, eftir því sem framleiðslustaðlar hafa minnkað, hafa hlið þróast úr sléttum mannvirkjum sem gætu stjórnað einu svæði undir hliðinu, yfir í lóðréttar rásir umkringdar hliði á þremur hliðum og loks færast nær rásum umkringdar hliðum með allar fjórar hliðar. Öllu þessari leið fylgdi aukning á hliðarsvæðinu í kringum stýrðu rásina, sem gerði það mögulegt að draga úr aflgjafa til smára án þess að skerða straumeiginleika smára, sem leiddi til aukins afkösts smára. og lækkun á lekastraumum. Í þessu sambandi munu GAA smári verða ný kóróna sköpunar og munu ekki krefjast verulegrar endurvinnslu á klassískum CMOS tækniferlum.
Rásirnar umkringdar hliðinu geta verið framleiddar annað hvort í formi þunnar brýr (nanovíra) eða í formi breiðar brýr eða nanósíður. Samsung tilkynnir val sitt í þágu nanósíður og segist vernda þróun sína með einkaleyfum, þó að það hafi þróað öll þessi mannvirki á meðan hún er enn að ganga í bandalag við IBM og önnur fyrirtæki, til dæmis við AMD. Samsung mun ekki kalla nýju smárana GAA, heldur sérheitið MBCFET (Multi Bridge Channel FET). Breiðar rásarsíður munu veita umtalsverða strauma, sem erfitt er að ná þegar um nanóvírarásir er að ræða.
Umskipti yfir í hringhlið mun einnig bæta orkunýtni nýrra smáramannvirkja. Þetta þýðir að hægt er að minnka framboðsspennu smára. Fyrir FinFET mannvirki kallar fyrirtækið skilyrta aflminnkunarmörkin 0,75 V. Umskipti yfir í MBCFET smára mun lækka þessi mörk enn lægri.
Fyrirtækið kallar næsta kostur MBCFET smára óvenjulegan sveigjanleika lausna. Þannig að ef aðeins er hægt að stjórna eiginleikum FinFET smára á framleiðslustigi með stakri hætti, með því að setja ákveðinn fjölda brúna í verkefnið fyrir hvern smára, þá mun hönnun rafrása með MBCFET smára líkjast fínustu stillingu fyrir hvert verkefni. Og þetta verður mjög einfalt að gera: það mun vera nóg að velja nauðsynlega breidd nanósíðurása og hægt er að breyta þessari breytu línulega.
Til framleiðslu á MBCFET smára, eins og getið er hér að ofan, hentar klassísk CMOS vinnslutækni og iðnaðarbúnaður uppsettur í verksmiðjum án teljandi breytinga. Aðeins vinnslustig kísilþráða mun krefjast minniháttar breytinga, sem er skiljanlegt, og það er allt. Af hálfu tengiliðahópanna og málmvinnslulaganna þarftu ekki einu sinni að breyta neinu.
Að lokum gefur Samsung í fyrsta sinn eigindlega lýsingu á þeim endurbótum sem umskiptin yfir í 3nm vinnslutækni og MBCFET smára munu hafa í för með sér (til að skýra þá er Samsung ekki beint að tala um 3nm vinnslutæknina, en það hefur áður greint frá því að 4nm vinnslutæknin mun enn nota FinFET smára). Svo, samanborið við 7nm FinFET vinnslutækni, mun flutningur yfir í nýja normið og MBCFET veita 50% minnkun á neyslu, 30% aukningu á afköstum og 45% minnkun á flísflatarmáli. Ekki „annaðhvort eða“, heldur í heild sinni. Hvenær mun þetta gerast? Það gæti gerst að í lok árs 2021.
Heimild: 3dnews.ru