Əgər Samsung 2019-cu ilin ortalarında FinFET tranzistor texnologiyasını əvəz etmək üçün 2021-ci ildə "wrap-ətrafında-qapısı (GAA)" texnologiyasını işə salacağını elan etsə, FinFET yenə də sakit ola bilər; bu günə qədər Intel, 5nm müddətinin FinFET-dən imtina edəcəyini və GAA-ya keçəcəyini bildirdi, artıq dövrün əlamətləri var. Üç böyük tökmə nəhəngi artıq GAA seçiblər. TSMC'nin tökmə işinin lideri olaraq işlədiyi dövrə xətti "hərəkət etmir", lakin heç bir təxirə salınma yoxdur. FinFET həqiqətən tarixin sonundadır?
FinFET-in şöhrəti
Axı, FinFET bir "xilaskar" olaraq debüt edərkən, Mur Qanununun vacib "missiyasını" irəliləməyə davam etdi.
Proses texnologiyasının yenilənməsi ilə tranzistorların istehsalı daha çətin olur. 1958-ci ildə ilk inteqrasiya edilmiş dövrə flip-flopu yalnız iki tranzistorla qurulmuşdu və bu gün çipdə artıq 1 milyarddan çox tranzistor var. Bu hərəkətverici qüvvə, Mur Qanununun əmrinə əsasən düz silikon istehsal prosesinin davamlı irəliləməsindən irəli gəlir.
Qapı uzunluğu 20nm işarəsinə yaxınlaşdıqda, cərəyanı idarə etmək qabiliyyəti kəskin azalır və sızma nisbəti müvafiq olaraq artır. Ənənəvi planar MOSFET quruluşu "sonda" görünür. Sənayedən professor Zhengming Hu iki həll yolu təklif etdi: biri üçölçülü quruluşa sahib FinFET tranzistoru, digəri isə SOI ultra nazik silikon on-izolyator texnologiyasına əsaslanan FD-SOI tranzistor texnologiyası.
FinFET və FD-SOI, Moore Qanununun əfsanəni davam etdirməsinə icazə verdilər, lakin ikisi bundan sonra fərqli yollar çəkdi. FinFET prosesi ilk növbədə siyahıya başçılıq edir. İntel ilk dəfə 2011-ci ildə performansını xeyli yaxşılaşdıran və enerji istehlakını azaltan kommersiya FinFET proses texnologiyasını təqdim etdi. TSMC FinFET texnologiyası ilə də böyük uğurlar qazandı. Sonradan FinFET qlobal əsas axına çevrildi. Yuanchang'ın "Fuji" seçimi.
Bunun əksinə olaraq, FD-SOI prosesi FinFET-lərin kölgəsində yaşayırdı. Proses sızma nisbəti aşağı olsa da və güc istehlakının üstünlükləri olsa da, istehsal olunan çiplərin İnternetdə, avtomobil, şəbəkə infrastrukturu, istehlakçı və digər sahələrdə tətbiqetmələri var, üstəlik Samsung, GF, IBM, ST, nəhənglərin gücü. və s. Pushing bazarda bir dünya açdı. Bununla birlikdə, sənaye veteranları yüksək substratın dəyəri səbəbindən yuxarıya doğru irəlilədikcə ölçüsünü kiçik etmək çətindir və ən yüksək səviyyənin 12nm-ə qədər olduğunu, gələcəkdə davam etdirilməsinin çətin olduğunu vurğuladı.
FinFET, "İnternet Things", süni intellekt və ağıllı sürücülük tətbiqi ilə "iki seçim bir" yarışmasında liderliyi ələ almasına baxmayaraq, IC-lər üçün yeni çətinliklər, xüsusilə FinFET-lərin istehsal və Ar-Ge xərclərini artırdı. yüksəlir və artır. 5nm hələ də böyük bir irəliləyiş əldə edə bilər, ancaq proses tarixinin axını yenidən "dönmək" üçün nəzərdə tutulmuşdur.
Niyə GAA?
Samsung qabaqcıl olaraq və Intel'in ardınca GAA birdən FinFET-i ələ keçirmək üçün ən yüksək pilləyə qalxdı.
FinFET-dən fərq, GAA dizayn kanalının dörd tərəfinin ətrafında qapıların olmasıdır ki, bu da sızma gərginliyini azaldır və kanalın idarəetməsini yaxşılaşdırır. Proses qovşaqlarının azaldılması bu əsas addımdır. Kiçik düyünlərlə birləşdirilmiş daha səmərəli tranzistor dizaynlarından istifadə etməklə daha yaxşı enerji istehlakına nail olmaq olar.
Yaşlılar, həmçinin qeyd etdilər ki, proses qovşaqlarının kinetik enerjisi performansını artırmaq və enerji istehlakını azaltmaqdır. Proses nodu 3nm qədər inkişaf etdirildikdə, FinFET iqtisadiyyatı artıq mümkün deyil və GAA-ya dönəcəkdir.
Samsung, 7nm prosesi ilə müqayisədə GAA texnologiyasının performansını 35% artıra biləcəyini, enerji istehlakını 50% azaltmağı və çip sahəsini 45% azaltdığına görə optimistdir. Bu texnologiya ilə təchiz edilmiş 3nm Samsung smartfon çiplərinin ilk partiyasının 2021-ci ildə kütləvi istehsalına başlanacağı və qrafik prosessorları və məlumat mərkəzi AI çipləri kimi daha çox tələb olunan çiplərin 2022-ci ildə kütləvi istehsal ediləcəyi bildirilir.
Qeyd etmək lazımdır ki, GAA texnologiyası da bir neçə fərqli marşruta malikdir və gələcək detalların daha da təsdiqlənməsi lazımdır. Üstəlik, GAA-ya keçid, şübhəsiz ki, memarlığın dəyişdirilməsini nəzərdə tutur. Sənaye sənayesi mütəxəssisləri bunun avadanlıqlara fərqli tələblər irəli sürdüyünə diqqət çəkdilər. Bəzi avadanlıq istehsalçılarının artıq xüsusi etching və nazik plyonkalı avadanlıq hazırladıqları bildirilir.
Sinxua dağı qılınc üzərində?
FinFET bazarında TSMC önə çıxır və Samsung və Intel tutmaq üçün mübarizə aparır. İndi görünür ki, GAA artıq sətirdədir. Sual oluna bilər ki, "üç səltənət" in köklü vəziyyətdə nə olacaq?
Samsungun kontekstindən, Samsung GAA texnologiya bahislərinin rəqiblərindən bir və ya iki il qabaq olduğuna inanır və bu sahədə ilk üstünlüyünü qoruyacaq.
Lakin Intel də iddialıdır, GAA-da liderliyini geri almağı hədəfləyir. Intel, 2021-ci ildə 7nm proses texnologiyasını işə salacağını və 7nm prosesi əsasında 5nm inkişaf etdirəcəyini açıqladı. Sənayenin 2023-cü ildə ən qısa müddətdə 5nm müddətli "həqiqi gücü" görəcəyi təxmin edilir.
Samsunq GAA texnologiyasında lider olsa da, Intel'in texnoloji cəhətdən gücünü nəzərə alaraq, GAA proses performansı daha da yaxşılaşdı və ya daha aydın oldu və Intel özünü incəltməli və artıq 10nm prosesin "Uzun Mart" yolunu tutmamalıdır.
Keçmişdə TSMC son dərəcə açar və təmkinli idi. TSMC, 2020-ci ildə kütləvi istehsal üçün 5nm müddətinin hələ FinFET prosesini istifadə etdiyini açıqlasa da, onun 3nm müddətinin 2023 və ya 2022-ci ildə kütləvi istehsala keçəcəyi gözlənilir. Proses. TSMC rəsmilərinin bildirdiyinə görə, 3nm-in təfərrüatları aprelin 29-da Şimali Amerika Texnologiya Forumunda elan ediləcəkdir. O vaxta qədər TSMC hansı fəndləri təklif edəcək?
GAA-nın döyüşü artıq başladı.