Kot že večkrat rečeno, je treba nekaj narediti s tranzistorjem, manjšim od 5 nm. Danes proizvajalci čipov proizvajajo najnaprednejše rešitve z uporabo navpičnih vrat FinFET. FinFET tranzistorje je še vedno mogoče izdelati s 5-nm in 4-nm tehničnimi procesi (kar koli ti standardi pomenijo), vendar že v fazi proizvodnje 3-nm polprevodnikov strukture FinFET prenehajo delovati, kot bi morale. Vrata tranzistorjev so premajhna in krmilna napetost ni dovolj nizka, da bi tranzistorji še naprej opravljali svojo funkcijo vrat v integriranih vezjih. Zato bo industrija in zlasti Samsung, začenši s 3nm procesno tehnologijo, prešla na proizvodnjo tranzistorjev z obročnimi ali vseobsegajočimi vrati GAA (Gate-All-Around). Z nedavnim sporočilom za javnost je Samsung pravkar predstavil vizualno infografiko o strukturi novih tranzistorjev in prednostih njihove uporabe.
Kot je prikazano na zgornji ilustraciji, so se vrata zaradi nižanja proizvodnih standardov razvila iz ravnih struktur, ki bi lahko nadzorovale eno samo območje pod vrati, do navpičnih kanalov, obdanih z vrati na treh straneh, in končno približala kanalom, obdanim z vrati z vse štiri strani. Celotno pot je spremljalo povečanje območja vrat okoli nadzorovanega kanala, kar je omogočilo zmanjšanje napajanja tranzistorjev brez ogrožanja trenutnih značilnosti tranzistorjev, kar je povzročilo povečanje zmogljivosti tranzistorjev. in zmanjšanje uhajalnih tokov. V tem pogledu bodo tranzistorji GAA postali nova krona ustvarjanja in ne bodo zahtevali bistvenih predelav klasičnih tehnoloških procesov CMOS.
Kanali, ki jih obkrožajo vrata, so lahko izdelani v obliki tankih mostov (nanožic) ali v obliki širokih mostov ali nanostrani. Samsung napoveduje svojo izbiro v korist nanostrani in trdi, da ščiti svoj razvoj s patenti, čeprav je vse te strukture razvil, medtem ko je še vedno vstopal v zavezništvo z IBM in drugimi podjetji, na primer z AMD. Samsung novih tranzistorjev ne bo imenoval GAA, temveč lastniško ime MBCFET (Multi Bridge Channel FET). Široke strani kanala bodo zagotovile znatne tokove, ki jih je težko doseči v primeru kanalov z nanožicami.
Prehod na obročasta vrata bo izboljšal tudi energetsko učinkovitost novih tranzistorskih struktur. To pomeni, da se lahko napajalna napetost tranzistorjev zmanjša. Za strukture FinFET podjetje imenuje pogojni prag zmanjšanja moči 0,75 V. Prehod na tranzistorje MBCFET bo to mejo znižal še nižje.
Naslednjo prednost tranzistorjev MBCFET v podjetju imenujejo izjemna prilagodljivost rešitev. Torej, če je mogoče značilnosti tranzistorjev FinFET v proizvodni fazi nadzorovati le diskretno, tako da v projekt za vsak tranzistor vključimo določeno število robov, potem bo načrtovanje vezij s tranzistorji MBCFET spominjalo na najbolj fino nastavitev za vsak projekt. In to bo zelo preprosto narediti: dovolj bo, da izberete želeno širino kanalov nanostrani, ta parameter pa lahko spremenite linearno.
Za proizvodnjo tranzistorjev MBCFET je, kot je navedeno zgoraj, primerna klasična procesna tehnologija CMOS in tovarniško nameščena industrijska oprema brez bistvenih sprememb. Samo faza obdelave silicijevih rezin bo zahtevala manjše spremembe, kar je razumljivo, in to je vse. Na strani kontaktnih skupin in metalizacijskih slojev vam sploh ni treba ničesar spreminjati.
Skratka, Samsung prvič daje kakovosten opis izboljšav, ki jih bo prinesel prehod na 3nm procesno tehnologijo in tranzistorje MBCFET (da pojasnimo, Samsung ne govori neposredno o 3nm procesni tehnologiji, vendar je prej poročal, da 4nm procesna tehnologija bo še vedno uporabljala tranzistorje FinFET). V primerjavi s procesno tehnologijo 7nm FinFET bo prehod na novo normo in MBCFET zagotovil 50-odstotno zmanjšanje porabe, 30-odstotno povečanje zmogljivosti in 45-odstotno zmanjšanje površine čipa. Ne "ali ali", ampak v celoti. Kdaj se bo to zgodilo? Lahko se zgodi, da do konca leta 2021.
Vir: 3dnews.ru