Ak spoločnosť Samsung v polovici roku 2019 oznámila, že v roku 2021 uvedie svoju technológiu „wrap-around-gate (GAA)“, ktorá nahradí tranzistorovú technológiu FinFET, môže byť FinFET stále pokojný; do dnešného dňa spoločnosť Intel uviedla, že jej 5-miliónový proces opustí FinFET a prejde na GAA. Existujú už náznaky obrátenia veku. Tri hlavné zlievarenské giganty si už vybrali GAA. Napriek tomu, že vedenie TSMC ako vedúci zlievárne sa „nepohybuje“, zdá sa, že neexistuje žiadne napätie. Je FinFET skutočne na konci histórie?
Sláva FinFETu
Koniec koncov, keď FinFET debutoval ako „záchranca“, priniesol dôležitú „misiu“ Mooreovho zákona, aby pokračoval v postupe.
S modernizáciou procesnej technológie sa výroba tranzistorov stáva ťažšou. Prvý klopný obvod s integrovaným obvodom v roku 1958 bol postavený iba s dvoma tranzistormi a dnes už čip obsahuje viac ako miliardu tranzistorov. Táto hnacia sila pochádza z neustáleho napredovania procesu výroby plochého kremíka pod vedením Mooreovho zákona.
Keď sa dĺžka brány blíži značke 20nm, schopnosť ovládať prúd prudko klesá a miera úniku sa príslušne zvyšuje. Zdá sa, že tradičná planárna štruktúra MOSFET je na konci. Zhengming Hu z priemyslu navrhol dve riešenia: jedným je tranzistor FinFET s trojrozmernou štruktúrou a druhý je tranzistorová technológia FD-SOI založená na SOI ultra-tenkej technológii kremíka na izolátore.
FinFET a FD-SOI umožnili Moorovmu zákonu pokračovať v legende, ale potom sa vydali rôznymi cestami. Proces FinFET na prvom mieste zoznamu. Spoločnosť Intel uviedla na trh komerčnú technológiu FinFET v roku 2011, ktorá výrazne zlepšila výkon a znížila spotrebu energie. TSMC tiež dosiahol veľký úspech s technológiou FinFET. Následne sa FinFET stal globálnym mainstreamom. "Fuji" výber Yuanchang.
Naopak, zdá sa, že proces FD-SOI žije v tieni FinFETov. Aj keď je miera úniku procesov nízka a jeho spotreba energie má výhody, vyrábané čipy majú aplikácie na internete vecí, v automobilovom priemysle, v sieťovej infraštruktúre, v spotrebiteľských a iných oblastiach, ako aj sila gigantov ako Samsung, GF, IBM, ST, atď. Pushing otvoril svet na trhu. Priemyselní veteráni však poukázali na to, že vzhľadom na vysoké náklady na substrát je ťažké zmenšiť jeho veľkosť, keď sa pohybuje smerom nahor, a najvyššia úroveň je až 12 nm, čo je ťažké v budúcnosti pokračovať.
Hoci sa spoločnosť FinFET ujala vedenia v súťaži „s dvoma možnosťami výberu“, s uplatňovaním internetu vecí, umelej inteligencie a inteligentnej jazdy, priniesla IC IC nové výzvy, najmä výrobné a výskumné a vývojové náklady FinFETov. sú stále vyššie a vyššie. 5nm môže ešte urobiť veľký pokrok, zdá sa však, že priebeh histórie procesov je predurčený opäť sa „otočiť“.
Prečo GAA?
Keď sa spoločnosť Samsung ujala vedenia a nadviazala na spoločnosť Intel, GAA sa náhle stala upstartom pre prevzatie spoločnosti FinFET.
Rozdiel od FinFET spočíva v tom, že okolo štyroch strán konštrukčného kanála GAA sú brány, ktoré znižujú zvodové napätie a zlepšujú kontrolu kanála. Toto je základný krok pri obmedzovaní procesových uzlov. Použitím efektívnejších konštrukcií tranzistorov v spojení s menšími uzlami sa dá dosiahnuť lepšia spotreba energie.
Seniori tiež spomenuli, že kinetickou energiou procesných uzlov je zlepšenie výkonu a zníženie spotreby energie. Keď sa procesný uzol posunie na 3 nm, ekonomika FinFET už nie je uskutočniteľná a zmení sa na GAA.
Spoločnosť Samsung je optimistická v tom, že technológia GAA môže v porovnaní s procesom 7nm zlepšiť výkon o 35%, znížiť spotrebu energie o 50% a oblasť čipov o 45%. Uvádza sa, že prvá šarža 3nm čipov pre smartfóny Samsung vybavených touto technológiou začne sériovú výrobu v roku 2021 a náročnejšie čipy, ako sú grafické procesory a čipy AI dátového centra, sa budú sériovo vyrábať v roku 2022.
Je potrebné poznamenať, že technológia GAA má tiež niekoľko rôznych trás a budúce podrobnosti je potrebné ďalej overiť. Okrem toho prechod na GAA nepochybne zahŕňa zmenu architektúry. Zasvätené odvetvia zdôrazňujú, že to kladie odlišné požiadavky na vybavenie. Uvádza sa, že niektorí výrobcovia zariadení už vyvíjajú špeciálne zariadenia na leptanie a tenké vrstvy.
Xinhua Mountain na meči?
Na trhu FinFET vyniká TSMC a Samsung a Intel sa snažia dobehnúť. Teraz sa zdá, že GAA je už na reťazci. Otázka znie, čo sa stane s patom „troch kráľovstiev“?
Z hľadiska spoločnosti Samsung sa spoločnosť Samsung domnieva, že stávky na technológiu GAA sú o jeden alebo dva roky pred svojimi súpermi a že v tejto oblasti stanoví a zachová si výhodu prvého ťahu.
Intel je však tiež ambiciózny a jeho cieľom je znovu získať vedúce postavenie v GAA. Spoločnosť Intel oznámila, že v roku 2021 uvedie do prevádzky technológiu 7nm a na základe procesu 7nm vyvinie 5nm. Odhaduje sa, že tento priemysel uvidí svoju skutočnú kapacitu 5nm už v roku 2023.
Aj keď je spoločnosť Samsung lídrom v technológii GAA, vzhľadom na silu spoločnosti Intel v procesnej technológii sa jej výkonnosť procesov GAA zlepšila alebo sa stala zrejmejšou a spoločnosť Intel sa musí predstaviť sama a už sa nemusí riadiť cestou „Dlhý marec“ v trvaní 10 nm.
V minulosti bola TSMC mimoriadne nízka a opatrná. Aj keď TSMC oznámilo, že proces 5nm pre sériovú výrobu v roku 2020 stále používa proces FinFET, očakáva sa, že jeho proces 3nm sa v roku 2023 alebo 2022 rozšíri na sériovú výrobu. Proces. Podľa predstaviteľov TSMC budú podrobnosti jeho 3nm oznámené na Severoamerickom technologickom fóre 29. apríla. Aké triky ponúkne TSMC?
Bitka o GAA sa už začala.