Samsung v případě 3nm procesu přejde na nové tranzistory, jaké mají výhody?

Dobře víme, že TSMC chce ještě letos odstartovat výrobu pomocí 3nm procesu N3, i když zatím půjde jen o zkušební výrobu, při níž se počítá s ještě nízkou výtěžností. Nicméně TSMC chce stále využívat tranzistory typu FinFET, jež Intel ve své verzi a pod svým označením 3D Tri-Gate zavedl s nástupem 22nm technologie. Samsung ale hlásí, že po dekádě, která patřila tranzistorům FinFET, už je čas na nástupce, což budou tranzistory typu GAAFET. 

 

 

Zde je třeba se na chvíli pozastavit nad označením. GAA znamená Gate All Around, takže toto označení můžeme souhrnně brát pro tranzistory, kde kanály vedou skrz hradlo tranzistoru tak, že to je obepíná ze všech stran, přičemž může jít o dva či tři takové kanály nad sebou. Pokud jde ovšem o nanosheet FET označované též jako MBCFET, ty značí přímo takový typ, který využívá široké a ploché kanály, zatímco základní typ GAAFET označovaný jako nanowire počítal s tenkými kanály s přibližně kruhovým průřezem. MBCFET tak mají podstatnou výhodu v tom, že zasáhnout do celkově větší plochy hradla, což zlepšuje jejich celkové vlastnosti a lze říci, že výrobci budou už rovnou počítat s tímto typem, než aby se soustředili na podřadnější verze tranzistorů GAAFET. 

 

 

Taejoong Song, viceprezident Samsung Electronics, letos na IEEE International Solid-State Circuits Conference potvrdil, že 3nm proces jeho firmy už využije tranzistory typu Gate All Around. Hlavní výhody jmenované Songem jsou pak tři, a to vysoká rychlost přepínání, provoz s nízkým napětím a malé rozměry. 

 

 

Konkrétněji se pak mluví o flexibilitě celého designu, což značí možnost upravovat "efektivní šířku" tranzistorových kanálů. Čili efektivní šířku kanálů tranzistorů (Weff) bude možné měnit dle potřeb s ohledem na výsledné vlastnosti. 

 

 

MBCFET mají být také výtečné pro tvorbu příštích generací pamětí SRAM, a to zvláště díky výraznému snížení provozního napětí. Potenciál pro jejich nasazení ve výkonných logických čipech zase tkví v kombinaci nižšího provozního napětí a celkově malých rozměrů či plochy, kterou tranzistor zabere. 

 

Samsung hodlá spustit výrobu pomocí svého 3nm procesu někdy v příštím roce, čili bude pozadu za firmou TSMC, ale z hlediska technické vyspělosti daného procesu by to mohlo být právě naopak. A co Intel? Ten pochopitelně plánuje přechod na nový typ tranzistorů také, ale spíše až v horizontu čtyř či pěti let.