Егер Samsung 2019 жылдың ортасында FinFET транзисторлық технологиясын алмастыру үшін өзінің «орап-қақпа (GAA)» технологиясын 2021 жылы іске қосатындығын жариялаған болса, FinFET әлі тыныш бола алады; осы уақытқа дейін Intel өзінің 5nm процесі FinFET-тен бас тартып, GAA-ға ауысатынын мәлімдеді, жастың өзгеру белгілері бар. Үш ірі құю зауыттары қазірдің өзінде GAA-ны таңдады. Цехтың құю өндірісінің жетекшісі ретінде электр желісі «қозғалмайды», дегенмен, ешқандай кідіріс жоқ сияқты. FinFET шынымен тарихтың соңында ма?
FinFET даңқы
Ақыр соңында, FinFET «құтқарушы» ретінде дебют жасаған кезде, ол Мур заңының маңызды «миссиясын» алға жылжыту үшін өткізді.
Технологиялық технологияның жаңаруымен транзисторларды шығару қиындап барады. Алғашқы интегралды тізбекті флип-фло 1958 жылы тек екі транзистордан тұрды, ал бүгінде чипте 1 млрд. Бұл қозғаушы күш Мур заңы бойынша жазық кремний өндіру процесінің үздіксіз алға жылжуынан туындайды.
Қақпаның ұзындығы 20 нм белгісіне жақындаған кезде токты басқару мүмкіндігі күрт төмендейді, ал ағып кету жылдамдығы сәйкесінше артады. Дәстүрлі планарлы MOSFET құрылымы «соңында» көрінеді. Саладан келген профессор Чжэнминг Ху екі шешім ұсынды: біреуі - үш өлшемді құрылымы бар FinFET транзисторы, ал екіншісі - SOI ультра жұқа кремний-изолятор технологиясына негізделген FD-SOI транзисторы.
FinFET және FD-SOI Мур заңына аңызды жалғастыруға мүмкіндік берді, бірақ кейіннен екеуі әртүрлі жолдар алды. FinFET процесі бірінші орында. Intel алғаш рет 2011 жылы FinFET коммерциялық технологиясын ұсынды, ол өнімділікті едәуір жақсартып, қуатты азайтты. TSMC FinFET технологиясымен де үлкен жетістіктерге жетті. Кейіннен FinFET жаһандық негізгі ағымға айналды. Юанчангтың «Фудзи» таңдауы.
Керісінше, FD-SOI процесі FinFETs көлеңкесінде өмір сүрген сияқты. Технологиялық процесстің ағып кету жылдамдығы төмен және оның қуатын тұтынудың артықшылықтары бар, өндірілген чиптердің Интернет, заттар, автомобиль, желілік инфрақұрылым, тұтынушылық және басқа да салаларында қосымшалары бар, сонымен қатар Samsung, GF, IBM, ST, алпауыттардың қуаты бар. Пушинг нарықта әлем ашты. Дегенмен, сала ардагерлері оның субстраттың қымбат болуына байланысты өлшемді кішірейту қиын болатындығын, ал жоғарыға қарай жылжып бара жатқанын, ал ең жоғарғы деңгей 12 мм-ге жететінін, болашақта оны жалғастыру қиын екенін атап өтті.
FinFET компаниясы «Екі таңдау» біріншілігінде жетекші орынға ие болғанына қарамастан, Интернет заттары, жасанды интеллект және зияткерлік жүргізуді қолдана отырып, IC-ге жаңа қиындықтар әкелді, әсіресе FinFET-тің өндірістік және ғылыми-зерттеу шығындары жоғарылап келеді. 5nm әлі де үлкен жетістіктерге жете алады, бірақ процесс тарихының ағымы қайтадан «бұрылуға» бағытталған сияқты.
Неліктен GAA?
Samsung жетекші орынға ие болды, ал Intel-ден кейін, GAA кенеттен FinFET-ті басқаруға көшті.
FinFET-тен айырмашылығы - ағып кету кернеуін төмендететін және арнаны басқаруды жақсартатын GAA жобалау каналының төрт жағында қақпалар бар. Бұл технологиялық түйіндерді қысқарту кезіндегі негізгі қадам. Кішкене түйіндермен біріктірілген тиімді транзисторлық конструкцияларды қолдану арқылы энергияны тұтынуды жақсартуға болады.
Үлкендер сонымен қатар технологиялық түйіндердің кинетикалық энергиясы өнімділікті жақсарту және қуат тұтынуды азайту болып табылады. Процесс түйіні 3нм-ге жеткенде, FinFET үнемдеу мүмкін болмайды және GAA-ға ауысады.
Samsung GAA технологиясы 7nm процессімен салыстырғанда өнімділікті 35% -ға, қуат тұтынуды 50% -ға және чип аймағын 45% -ға төмендетеді деп оптимистік пікірде. Осы технологиямен жабдықталған Samsung 3mm смартфондық чиптерінің алғашқы партиясы 2021 жылы жаппай өндіріле бастайды, ал графикалық процессорлар және AI чиптер орталығы сияқты талап етілетін чиптер 2022 жылы жаппай шығарыла бастайды.
Айта кету керек, GAA технологиясында бірнеше түрлі маршруттар бар, сондықтан болашақ мәліметтерді одан әрі тексеру қажет. Сонымен қатар, GAA-ға ауысу, сөзсіз, архитектураны өзгертуді қажет етеді. Өнеркәсіп инсайдерлері бұл жабдыққа әр түрлі талаптар қоятынын айтады. Жабдық өндірушілердің кейбірі арнайы тарту және жұқа қабықшалы жабдықты әзірлеуде деп хабарлайды.
Синхуа тауы қылыш үстінде ме?
FinFET нарығында TSMC ерекшеленеді, ал Samsung пен Intel жетуге тырысуда. Енді ГАА қазірдің өзінде тұрған сияқты. «Үш патшалықтың» тұйықталуымен не болады деген сұрақ туындайды.
Samsung контекстінен қарасақ, GAA технологиялық ставкалары қарсыластарынан бір-екі жылға озып кетеді деп санайды және ол осы салада өзінің алғашқы артықшылығын сақтайды.
Бірақ Intel өршіл, ол GAA-да көшбасшылықты қалпына келтіруді көздейді. Intel 2021 жылы 7nm технологиялық технологиясын іске қосатындығын және 7nm процесі негізінде 5nm жасайтындығын жариялады. Сала 2023 жылы 5нм «шынайы қуаттылықты» көреді деп болжануда.
Samsung GAA технологиясының көшбасшысы болғанына қарамастан, Intel-дің технологиялық технологиядағы күшін ескере отырып, оның GAA процестерінің өнімділігі жақсарды немесе айқынырақ болды, ал Intel өзін-өзі бағалайды және бұдан былай 10nm процесінің «Ұзақ наурыз» жолымен жүрмейді.
Бұрын TSMC өте байсалды және сақ болған. TSMC 2020 жылы жаппай өндіріске арналған 5nm процесі FinFET процесін әлі де қолданады деп мәлімдегенімен, оның 3nm процесі 2023 немесе 2022 жылы жаппай өндіріске ауысады деп күтілуде. TSMC шенеуніктерінің айтуынша, оның 3nm туралы егжей-тегжейлері 29 сәуірде Солтүстік Американың технологиялық форумында жарияланады. Ол кезде TSMC қандай амалдарды ұсынады?
GAA-ның шайқасы басталды.