Samsung цього кварталу запустить масове виробництво чипів за техпроцесом 3GAE з використанням транзисторів GAAFET (MBCFET)
Компанія Samsung заявила, що вона вже цього кварталу готується до початку крупносерійного виробництва чіпів на базі виробничого процесу 3GAE (3 nm-class gate all-around early). Це буде перша у галузі виробнича технологія класу 3 нм, а також перший вузол, у якому використовуються транзистори GAAFET (gate-all-around field effect transistors).
Для довідки: архітектура GAAFET, що йде на зміну нинішній FinFET, розробляється організацією, до якої входять IBM, Globalfoundries та Samsung, з 2000 року. Саме вона має допомогти подолати фізичні обмеження щодо масштабування МОП. Головна особливість GAAFET – кільцеві затвори (звідси й назва gate-all-around FET). Канали транзисторів GAAFET є нанопроводами (вони сформовані з декількох горизонтальних кремнієвих «нанолистів»). Водночас канал FinFET транзистора під затвором є монолітною вертикальною конструкцією «плавник», що і накладає обмеження по масштабуванню.
Samsung має власну реалізацію технології GAAFET, яка має маркетингову назву Multi-Bridge-Channel FET (MBCFET). Насправді MBCFET відрізняється від GAAFET не тільки назвою, але й технічно: у разі реалізації Samsung канали виконані у вигляді плоских містків, а не проводів.
Техпроцес 3GAE від Samsung Foundry – це перший технологічний процес компанії, в якому використовуються транзистори GAA, які називають MBCFET. Раніше Samsung заявляла, що цей техпроцес дозволить підвищити продуктивність на 30%, знизити енергоспоживання на 50% і підвищити щільність транзисторів до 80% (включаючи поєднання логічних транзисторів та транзисторів SRAM).
Теоретично технологія GAAFET має ряд переваг у порівнянні з FinFET, що використовується нині. У GAA-транзисторах канали розташовані горизонтально та оточені затворами. При цьому канали формуються з використанням епітаксії та селективного видалення матеріалів, що дозволяє точно їх налаштовувати, регулюючи ширину каналу транзистора. Висока продуктивність досягається рахунок ширших каналів, низьке енергоспоживання – внаслідок вужчих каналів. Така точність значно знижує струм витоку транзистора (тобто знижує енергоспоживання), а також мінливість продуктивності транзистора, що забезпечує швидший час виходу на ринок та можливість отримання вищого доходу. Крім того, GAAFET дозволить зменшити площу комірки на 20-30%.
Техпроцес Samsung 3GAE як «рання» виробнича технологія 3-нм класу, використовуватиметься в основному підрозділом Samsung LSI та, можливо, одним або двома іншими великими клієнтами Samsung Foundry. Враховуючи, що такі клієнти та Samsung LSI, як правило, виробляють чіпи у дуже великих обсягах, можна очікувати, що технологія 3GAE буде використовуватися досить широко, за умови, що продуктивність та ефективність цих продуктів виявляться відповідними очікуванням.
