Ако Samsung обяви в средата на 2019 г., че през 2021 г. ще стартира своята технология „обвити врата“ (GAA), за да замени транзисторната технология FinFET, FinFET все още може да бъде спокоен; и до ден днешен Intel заяви, че нейният 5nm процес ще изостави FinFET и ще премине към GAA. Вече има признаци за промяна на възрастта. Трите основни леярски гиганта вече са избрали GAA. Въпреки че веригата на TSMC като лидер на леярната "не се движи", изглежда няма никакво напрежение. Дали FinFET наистина е в края на историята?
Славата на FinFET
В края на краищата, когато FinFET дебютира като "спасител", тя изпълни важната "мисия" на закона на Мур да продължи да напредва.
С усъвършенстването на технологичните процеси производството на транзистори става по-трудно. Първият флип-флоп с интегрална схема през 1958 г. е построен само с два транзистора, а днес чипът вече съдържа повече от 1 милиард транзистора. Тази движеща сила идва от непрекъснатото развитие на процеса на производство на плосък силиций под командването на закона на Мур.
Когато дължината на портата се доближи до 20nm маркировка, способността за контрол на тока рязко спада и скоростта на изтичане се увеличава съответно. Традиционната равнинна MOSFET структура изглежда е в "края". Проф. Дженминг Ху от индустрията предложи две решения: едното е FinFET транзистор с триизмерна структура, а другото е FD-SOI транзисторна технология, базирана на технологията SOI за ултра тънък силикон върху изолатора.
FinFET и FD-SOI позволиха на закона на Мур да продължи легендата, но двамата поеха по различни пътища след това. Процесът FinFET оглавява списъка първо. Intel за първи път въведе търговската технология на технологията FinFET през 2011 г., което значително подобри производителността и намали консумацията на енергия. TSMC също постигна голям успех с технологията FinFET. Впоследствие FinFET се превърна в глобален мейнстрийм. Изборът "Фуджи" на Yuanchang.
За разлика от тях, изглежда, че FD-SOI процесът живее в сянката на FinFET. Въпреки че степента на изтичане на процеса е ниска и консумацията на енергия има предимства, произведените чипове имат приложения в Интернет на нещата, автомобилостроенето, мрежовата инфраструктура, потребителите и други области, плюс мощността на гиганти като Samsung, GF, IBM, ST, и т. н. тласкането отвори свят на пазара. Въпреки това, ветераните от индустрията посочиха, че поради високата си цена на субстрата е трудно да се направи размерът по-малък, тъй като се движи нагоре, а най-високото ниво е до 12 nm, което е трудно да продължи в бъдеще.
Въпреки че FinFET взе водеща позиция в състезанието „с два избора едно“, с прилагането на Интернет на нещата, изкуствения интелект и интелигентното шофиране, той доведе до нови предизвикателства пред ИК, особено производствените и развойните разходи на FinFET стават все по-високи и по-високи. 5nm все още може да постигне голям напредък, но потокът от историята на процесите изглежда предопределен да се „обърне“ отново.
Защо GAA?
След като Samsung пое водещата роля и следва Intel, GAA внезапно се превърна в началото, за да поеме FinFET.
Разликата от FinFET е, че около четирите страни на проектния канал на GAA има порти, което намалява напрежението на изтичане и подобрява контрола на канала. Това е основна стъпка при намаляване на технологичните възли. Чрез използване на по-ефективни конструкции на транзистори, съчетани с по-малки възли, може да се постигне по-добра консумация на енергия.
Възрастните хора споменаха също, че кинетичната енергия на технологичните възли е да подобрят производителността и да намалят консумацията на енергия. Когато възелът на процеса е напреднал до 3 nm, икономиката на FinFET вече не е осъществима и ще се обърне към GAA.
Samsung е оптимист, че GAA технологията може да подобри производителността с 35%, да намали консумацията на енергия с 50% и площта на чипа с 45% в сравнение със 7nm процеса. Съобщава се, че първата партида 3nm чипове за смартфони на Samsung, оборудвани с тази технология, ще започне масово производство през 2021 г., а по-взискателните чипове като графични процесори и чипове на AI център за данни ще бъдат масово произвеждани през 2022 година.
Заслужава да се отбележи, че технологията на GAA също има няколко различни маршрута и бъдещите детайли трябва да бъдат допълнително проверени. Освен това преминаването към GAA несъмнено включва промяна в архитектурата. Индустриалните хора подчертават, че това поставя различни изисквания към оборудването. Съобщава се, че някои производители на оборудване вече разработват специално ецване и тънкослойно оборудване.
Планината Синхуа на меча?
На пазара на FinFET TSMC се откроява, а Samsung и Intel се надпреварват. Сега изглежда, че GAA вече е на низ. Въпросът е какво ще се случи с безизходицата на „трите царства“?
От контекста на Samsung, Samsung вярва, че залозите за технология GAA са една или две години пред своите конкуренти и това ще отложи и запази предимството си на първо място в тази област.
Но Intel също е амбициозна и цели да си върне лидерството в GAA. Intel обяви, че ще пусне 7nm технологична технология през 2021 г. и ще разработи 5nm на базата на 7nm процеса. Смята се, че индустрията ще види своя 5nm процес „истински капацитет“ още през 2023 година.
Въпреки че Samsung е лидер в GAA технологията, като се има предвид силата на Intel в технологичната технология, нейната производителност на GAA процесите се подобри или стане по-очевидна, а Intel трябва да се самопроучва и вече да не следва пътя на "Long March" на 10 nm процеса.
В миналото TSMC беше изключително нисък и предпазлив. Въпреки че TSMC обяви, че 5nm процесът за масово производство през 2020 г. все още използва процеса FinFET, се очаква нейният 3nm процес да бъде насочен към масовото производство през 2023 или 2022 г. Процесът. Според служители на TSMC, подробности за неговите 3nm ще бъдат оповестени на Северноамериканския технологичен форум на 29 април. Дотогава какви трикове ще предложи TSMC?
Битката на GAA вече е започнала.