Калі Samsung у сярэдзіне 2019 года абвясціў, што ў 2021 годзе запускае сваю тэхналогію "абкручванне варот" (GAA), каб замяніць транзістарную тэхналогію FinFET, FinFET усё яшчэ можа быць спакойным; па сённяшні дзень Intel заявіла, што яго 5-нм працэс адмовіцца ад FinFET і пераключыцца на GAA. Ужо ёсць прыкметы пералому ўзросту. Тры асноўныя ліцейныя гіганты ўжо выбралі GAA. Хоць лінія TSMC як лідэр ліцейнай вытворчасці "не рухаецца", здаецца, няма ніякага напружання. Ці сапраўды FinFET напрыканцы гісторыі?
Слава FinFET
У рэшце рэшт, калі FinFET дэбютаваў як "выратавальнік", ён выконваў важную "місію" закона Мура, каб працягваць прасоўванне.
З мадэрнізацыяй тэхналагічных працэсаў выраб транзістараў становіцца больш складаным. Першая ўбудаваная схема ў 1958 годзе была пабудавана толькі з двума транзістарамі, і сёння чып ужо ўтрымлівае больш за 1 мільярд транзістараў. Гэтая рухальная сіла ўзнікае ў выніку бесперапыннага прасоўвання працэсу вырабу плоскага крэмнія пад камандаваннем закона Мура.
Калі даўжыня засаўкі набліжаецца да адзнакі 20 нм, магчымасць кантраляваць ток рэзка падае, а хуткасць уцечкі адпаведна павялічваецца. Традыцыйная плоская структура MOSFET, падобна, знаходзіцца ў "канцы". Прафесар Чжэнмін Ху з гэтай галіны прапанаваў два рашэнні: адно - транзістар FinFET з трохмернай структурай, а другі - транзістарная тэхналогія FD-SOI, заснаваная на тэхналогіі SOI ультратонкага крэмнія на ізалятары.
FinFET і FD-SOI дазволілі Закону Мура працягнуць легенду, але потым яны пайшлі па іншым шляху. Першы спіс узначальвае працэс FinFET. Упершыню ў 2011 годзе кампанія Intel увяла камерцыйную тэхналагічную тэхналогію FinFET, што значна палепшыла прадукцыйнасць і знізіла спажыванне энергіі. TSMC таксама дасягнуў вялікіх поспехаў з выкарыстаннем тэхналогіі FinFET. Пасля FinFET стаў глабальным мэйнстрымам. Выбар "Фудзі" Юаньчана.
У адрозненне ад гэтага, працэс FD-SOI, здаецца, жыве ў цені FinFET. Хоць хуткасць уцечкі працэсу нізкая, а спажыванне электраэнергіі мае свае перавагі, вырабленыя чыпы маюць прымяненне ў Інтэрнэце рэчаў, аўтамабільнай, сеткавай інфраструктуры, спажывецкіх і іншых сферах, а таксама магутнасці гігантаў, такіх як Samsung, GF, IBM, ST, і г.д. Націск адкрыў свет на рынку. Аднак ветэраны галіны адзначаюць, што з-за высокай кошту падкладкі цяжка зрабіць памер менш, бо ён рухаецца ўверх, а самы высокі ўзровень - да 12 нм, што складана працягваць у будучыні.
Хоць FinFET заняў лідзіруючыя пазіцыі ў спаборніцтвах "два выбары", ужываючы Інтэрнэт рэчаў, штучны інтэлект і інтэлектуальнае кіраванне, гэта прынесла новыя праблемы ІС, асабліва выдаткі на вытворчасць і даследаванні і распрацоўкі FinFETs. становяцца ўсё вышэй і вышэй. 5nm усё яшчэ можа зрабіць вялікі прагрэс, але паток гісторыі працэсу, здаецца, наканаваны "павярнуць" зноў.
Чаму GAA?
Пасля таго, як Samsung узяў на сябе ролю і падтрымліваў працу з Intel, GAA нечакана стала пачаткам пераходу на FinFET.
Адрозненне ад FinFET складаецца ў тым, што вакол чатырох бакоў праектнага канала GAA ёсць вароты, што зніжае напружанне ўцечкі і паляпшае кіраванне каналам. Гэта асноўны крок пры скарачэнні тэхналагічных вузлоў. Выкарыстоўваючы больш эфектыўныя канструкцыі транзістараў у спалучэнні з меншымі вузламі, можна дасягнуць лепшага спажывання энергіі.
Пажылыя людзі таксама адзначылі, што кінетычная энергія тэхналагічных вузлоў паляпшае працу і зніжае спажыванне электраэнергіі. Калі вузел працэсу прагрэсіруецца да 3 нм, эканоміка FinFET ужо немагчымая і ператворыцца ў GAA.
Samsung упэўнены, што тэхналогія GAA можа павысіць прадукцыйнасць на 35%, знізіць спажыванне электраэнергіі на 50% і плошчу чыпаў на 45% у параўнанні з працэсарам 7nm. Паведамляецца, што першая партыя 3-нмных смартфонаў Samsung, аснашчаная гэтай тэхналогіяй, пачне масавае вытворчасць у 2021 г., а больш патрабавальныя чыпы, такія як графічныя працэсары і мікрасхемы ай-цэнтру апрацоўкі дадзеных, будуць масава выпускацца ў 2022 годзе.
Варта адзначыць, што тэхналогія GAA таксама мае некалькі розных маршрутаў, і будучыя дэталі трэба будзе яшчэ праверыць. Больш за тое, пераход на GAA несумненна прадугледжвае змены ў архітэктуры. Інсайдэры галіны адзначаюць, што гэта вылучае розныя патрабаванні да абсталявання. Паведамляецца, што некаторыя вытворцы абсталявання ўжо распрацоўваюць спецыяльнае тручэнне і тонкаплёнкавае абсталяванне.
Гара Сіньхуа на меч?
На рынку FinFET TSMC вылучаецца, а Samsung і Intel з усіх сіл намагаюцца дагнаць. Цяпер здаецца, што GAA ўжо на радку. Пытанне ў тым, што чакае патавай сітуацыі "трох каралеўстваў"?
З кантэксту Samsung, Samsung лічыць, што стаўкі на тэхналогіі GAA на адзін-два гады апярэджваюць сваіх канкурэнтаў, і гэта дазволіць захаваць і захаваць сваю перавагу ў гэтай галіне.
Але Intel таксама амбіцыйны, імкнучыся вярнуць сабе лідарства ў GAA. Intel абвясціла, што ў 2021 годзе будзе запушчаны 7-нм тэхналагічны працэс і будзе распрацавана 5-нм на аснове 7-нм-працэсу. Падлічана, што прамысловасць убачыць 5-метровы працэс "сапраўднай магутнасці" ўжо ў 2023 годзе.
Нягледзячы на тое, што Samsung лідзіруе ў тэхналогіі GAA, улічваючы моц Intel ў тэхналагічных працэсах, яго прадукцыйнасць у працэсе GAA палепшылася або стала больш відавочнай, і Intel павінна самааналізаваць сябе і больш не ісці па шляху 10-нм "доўгага сакавіка".
У мінулым TSMC быў надзвычай стрыманы і асцярожны. Хоць TSMC абвясціў, што 5-нм працэс масавага вытворчасці ў 2020 годзе па-ранейшаму выкарыстоўвае працэс FinFET, мяркуецца, што яго 3-нм-працэс будзе перададзены ў серыйную вытворчасць у 2023 ці 2022 гг. Па словах чыноўнікаў TSMC, падрабязнасці яго 3-нм будуць агучаны на Паўночнаамерыканскім тэхналагічным форуме 29 красавіка. Да таго, якія хітрыкі будуць прапаноўваць TSMC?
Бітва за Гаа ўжо пачалася.