Jeśli Samsung ogłosi w połowie 2019 r., Że wprowadzi technologię „wrap-around-gate (GAA)” w 2021 r., Aby zastąpić technologię tranzystorową FinFET, FinFET może być spokojny; do dziś Intel oświadczył, że proces 5 nm porzuci FinFET i przejdzie na GAA. Są już oznaki zmiany wieku. Trzy główne giganty odlewnicze już wybrały GAA. Chociaż linia obwodu TSMC jako lidera odlewni „nie porusza się”, wydaje się, że nie ma napięcia. Czy FinFET naprawdę jest na końcu historii?
Chwała FinFET
W końcu, kiedy FinFET zadebiutował jako „wybawca”, miał ważną „misję” Prawa Moore'a, aby kontynuować postęp.
Dzięki modernizacji technologii procesowej produkcja tranzystorów staje się trudniejsza. Pierwszy flip-flop z układem scalonym w 1958 roku został zbudowany tylko z dwoma tranzystorami, a dziś układ zawiera już ponad 1 miliard tranzystorów. Ta siła napędowa pochodzi z ciągłego rozwoju procesu produkcji płaskiego krzemu pod dowództwem Prawa Moore'a.
Kiedy długość bramki zbliża się do znaku 20 nm, zdolność do kontrolowania prądu gwałtownie spada, a wskaźnik upływu odpowiednio wzrasta. Tradycyjna płaska struktura MOSFET wydaje się znajdować na „końcu”. Profesor Zhengming Hu z branży zaproponował dwa rozwiązania: jedno to tranzystor FinFET o trójwymiarowej strukturze, a drugie to technologia tranzystorowa FD-SOI oparta na ultracienkiej technologii krzemowej na izolatorze SOI.
FinFET i FD-SOI pozwoliły, aby prawo Moore'a kontynuowało legendę, ale obaj poszli różnymi ścieżkami później. Proces FinFET zajmuje pierwsze miejsce na liście. Intel po raz pierwszy wprowadził komercyjną technologię procesową FinFET w 2011 roku, która znacznie poprawiła wydajność i zmniejszyła zużycie energii. TSMC osiągnęło również wielki sukces dzięki technologii FinFET. Następnie FinFET stał się światowym nurtem. Wybór „Fuji” Yuanchang.
W przeciwieństwie do tego, proces FD-SOI wydaje się żyć w cieniu FinFET. Chociaż wskaźnik wycieku z procesu jest niski, a zużycie energii ma zalety, wytwarzane układy mają zastosowania w Internecie przedmiotów, przemyśle motoryzacyjnym, infrastrukturze sieciowej, przemyśle konsumenckim i innych dziedzinach, a także mocach gigantów, takich jak Samsung, GF, IBM, ST, itp. Pushing otworzył świat na rynku. Jednak weterani branży zauważyli, że ze względu na wysoki koszt podłoża trudno jest zmniejszyć rozmiar, gdy przesuwa się w górę, a najwyższy poziom wynosi do 12 nm, co jest trudne do utrzymania w przyszłości.
Mimo że FinFET przejął inicjatywę w konkursie „dwa wyboru”, stosując Internet przedmiotów, sztuczną inteligencję i inteligentną jazdę, przyniósł IC nowe wyzwania, zwłaszcza koszty produkcji i badań i rozwoju FinFET stają się coraz wyższe. 5 nm wciąż może robić wielkie postępy, ale wydaje się, że historia procesu powinna ponownie „się obrócić”.
Dlaczego GAA?
Wraz z przejęciem przez Samsunga i kontynuacji Intelem, GAA nagle stała się nowicjuszem do przejęcia FinFET.
Różnica w stosunku do FinFET polega na tym, że wokół czterech stron kanału projektowego GAA znajdują się bramki, co zmniejsza napięcie upływowe i poprawia kontrolę kanału. Jest to podstawowy krok podczas zmniejszania węzłów procesu. Dzięki zastosowaniu bardziej wydajnych konstrukcji tranzystorów w połączeniu z mniejszymi węzłami można uzyskać lepsze zużycie energii.
Seniorzy wspomnieli również, że energia kinetyczna węzłów procesowych ma na celu poprawę wydajności i zmniejszenie zużycia energii. Gdy węzeł procesu zostanie przesunięty do 3 nm, ekonomia FinFET nie będzie już możliwa i przejdzie do GAA.
Samsung jest optymistą, że technologia GAA może poprawić wydajność o 35%, zmniejszyć zużycie energii o 50% i powierzchnię chipa o 45% w porównaniu z procesem 7 nm. Doniesiono, że pierwsza partia 3-nanometrowych układów smartfonów Samsung wyposażonych w tę technologię rozpocznie masową produkcję w 2021 r., A bardziej wymagające układy, takie jak procesory graficzne i układy AI centrum danych, zostaną masowo wyprodukowane w 2022 r.
Warto zauważyć, że technologia GAA ma również kilka różnych tras, a przyszłe szczegóły wymagają dalszej weryfikacji. Ponadto przejście na GAA niewątpliwie wiąże się ze zmianą architektury. Znawcy branży zwracają uwagę, że stawia to różne wymagania dotyczące wyposażenia. Podobno niektórzy producenci sprzętu opracowują już specjalne urządzenia do trawienia i cienkowarstwowe.
Xinhua Mountain na mieczu?
Na rynku FinFET TSMC wyróżnia się, a Samsung i Intel walczą o nadrobienie zaległości. Teraz wydaje się, że GAA jest już na łańcuchu. Pytanie brzmi: co stanie się z impasem „trzech królestw”?
W kontekście Samsunga Samsung wierzy, że zakłady na technologię GAA wyprzedzają rywali o rok lub dwa lata, i zapewni sobie przewagę jako pierwszy na tym polu.
Ale Intel jest również ambitny, dążąc do odzyskania pozycji lidera w GAA. Intel ogłosił, że uruchomi technologię procesową 7 nm w 2021 r. I opracuje 5 nm w oparciu o proces 7 nm. Szacuje się, że już w 2023 r. Przemysł zobaczy „prawdziwą moc” procesu 5 nm.
Chociaż Samsung jest liderem technologii GAA, biorąc pod uwagę siłę Intela w zakresie technologii procesowej, jego wydajność GAA poprawiła się lub stała się bardziej oczywista, a Intel musi się introspekcji i nie podążać drogą „długiego marszu” procesu 10 nm.
W przeszłości TSMC był wyjątkowo cichy i ostrożny. Chociaż TSMC ogłosiło, że proces masowej produkcji 5 nm w 2020 r. Nadal wykorzystuje proces FinFET, oczekuje się, że jego proces 3 nm zostanie zaawansowany do produkcji masowej w 2023 r. Lub 2022 r. Proces. Według urzędników TSMC szczegóły jego 3nm zostaną ogłoszone na Północnoamerykańskim Forum Technologicznym 29 kwietnia. Jakie sztuczki zaoferuje TSMC?
Bitwa GAA już się rozpoczęła.