Сегодня 07 ноября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

«Последний рубеж транзисторной архитектуры»: TSMC и Intel рассказали о нанолистовых транзисторах

На днях на конференции IEDM 2024 в Сан-Франциско компания TSMC впервые официально рассказала о преимуществах перехода на 2-нм транзисторы с круговым затвором Gate-All-Around и нанолистовыми каналами. К выпуску чипов по технологии N2 тайваньский чипмейкер приступит в наступающем году. По сути, нанолисты — это финальная архитектура транзисторов в привычном понимании и она останется актуальной надолго.

 Не видите внизу 2-нм транзисторы? А они есть! Источник изображения: TSMC

Не видите внизу 2-нм транзисторы? А они есть! Источник изображения: TSMC

В 2025 году производить чипы на основе 2-нм техпроцесса с наностраничными каналами и круговым затвором начнут также Samsung и Intel. Подобные структуры первой начала выпускать компания Samsung в рамках 3-нм техпроцесса в 2022 году. Для TSMC это станет первым опытом и плодом «более чем четырёхлетнего труда», как признался глава отдела разработчиков компании.

Современные транзисторы FinFET представляют собой набор вертикально расположенных транзисторных каналов — рёбер или плавников. Характеристики такого транзистора зависят от количества рёбер у каждого — одного, двух или трёх. Чем больше каналов, тем больше площадь, занимаемая транзистором. Это особенно остро сказывается в случае массивов памяти SRAM. Каждая ячейка такой памяти состоит из шести транзисторов и поэтому плохо поддаётся масштабированию. Между тем, без SRAM не обходятся ни простенькие контроллеры, ни мощные процессоры и ускорители.

Перевод транзисторных каналов в горизонтальную плоскость в виде тонких наностраниц сразу улучшает плотность, так как каналы располагаются друг над другом, и неважно, сколько их. От этого занимаемое транзистором место не увеличивается. В частности, переход TSMC от выпуска 3-нм FinFET транзисторов к 2-нм наностраничным увеличивает плотность размещения транзисторов на 15 %, независимо от того, используются ли производительные схемы или энергоэффективные. Выигрыш произойдёт в обоих случаях.

Между производительностью и энергоэффективностью придётся выбирать. Если делать ставку на скорость вычислений, прирост от перехода на 2-нм наностраничные транзисторы составит 15 %, а если выбрать низкое потребление, то выигрыш достигнет впечатляющих 30 %. Но это не вся польза от наностраничных каналов. Для FinFET транзисторов нельзя создать транзисторы с 1,5 рёбрами — это как полтора землекопа из известной сказки. Зато в случае наностраничных каналов можно менять их ширину, не говоря о количестве, и проектировать схемы с разнообразными и точно требуемыми параметрами.

В компании TSMC технологию изменения ширины наностраниц назвали Nanoflex. Это позволит выпускать на одном кристалле логику с узкими наностраницами, что ограничит их потребление, и вычислительное ядро с транзисторами с широкими наностраницами для пропускания больших токов, что обеспечит производительность, несмотря ни на что.

Но особенно заметно от перехода на наностраничные транзисторные каналы выиграет SRAM. При переходе с 4-нм на 3-нм техпроцесс плотность ячеек памяти SRAM выросла всего на 6 %. В случае технологии Nanoflex при переходе от 3-нм на 2-нм техпроцесс плотность ячеек SRAM вырастет на 11 %. Это даст повсеместный выигрыш, утверждают в TSMC.

 Источник изображения: Intel

Источник изображения: Intel

Интересно добавить, что на этой же конференции прозвучал доклад компании Intel, которая очертила границы будущего для классических транзисторов и, конкретно, в наностраничном исполнении.

«Архитектура наностраниц на самом деле является последним рубежом транзисторной архитектуры, — сказал Ашиш Агравал (Ashish Agrawal), специалист по кремниевым технологиям в исследовательской группе Intel по компонентам схем. — Даже будущие комплементарные FET (CFET) устройства, которые, возможно, появятся в середине 2030-х годов, будут построены из нанолистов. Поэтому важно, чтобы исследователи понимали свои ограничения».

Чтобы изучить границы возможного, в Intel создали экспериментальную транзисторную структуру с каналом длиной 6 нм. Чем короче канал, тем выше вероятность утечек через него и тем менее управляемым становится транзистор. Эксперимент показал, что транзисторы с каналами длиной 6 нм и шириной наностраницы 2 нм полностью работоспособны. Это позволит наностраничной транзисторной архитектуре существовать ещё долго, отодвинув переход на двумерные материалы и транзисторы на принципиально иной архитектуре далеко в будущее.

Возвращаясь к 2-нм техпроцессу TSMC (а также Samsung и Intel), напомним, что цифра в его названии ничего не говорит о физических размерах транзисторов. В рамках 2-нм техпроцесса транзисторы и транзисторные каналы измеряются десятками нанометров. Поэтому до выставленных Intel границ в эксперименте индустрия будет идти не одну пятилетку.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новая статья: Stygian: Outer Gods — лавкрафтианский кошмар. Опять. Рецензия 29 мин.
Бывший босс PlayStation объяснил, почему спустя 11 лет Sony так и не выпустила ни ремейк, ни сиквел Bloodborne 3 ч.
IPO на $1,5 трлн под угрозой: потенциальных инвесторов Anthropic напугал обвал акций IT-компаний 4 ч.
Paint оказался дырявым: уязвимость позволяет удалённо взламывать Windows 11 — Microsoft выпустила патч, но он не приходит 4 ч.
Кибератака полностью уничтожила облачную инфраструктуру Beget — хостинг-провайдер восстанавливает её с нуля 4 ч.
«Я капитан Шепард, и это моё любимое видео на Цитадели»: авторы The Expanse: Osiris Reborn порадовали фанатов Mass Effect новой озвучкой главного героя 5 ч.
Еврокомиссия обвинила TikTok в затягивании пользователей в «кроличью нору» вредных видео 5 ч.
Битва игр года, новые номинации и возвращение старых: Valve раскрыла первые подробности The Steam Awards 2026 6 ч.
Следующей целью Суверенного фонда Саудовской Аравии после Electronic Arts стала Unity — переговоры уже начались 8 ч.
Anthropic выяснила, насколько ИИ ускорит научные исследования: в перспективе — до 15 раз 10 ч.
Tesla сообщила о планах по выпуску ИИ-ускорителей SI и Dojo 3 7 мин.
YMTC хочет выпускать передовую NAND почти без западных технологий — 70 % оборудования на новом заводе будет китайским 46 мин.
В Китае заработало крупнейшее в мире хранилище энергии на сжиженном воздухе 55 мин.
Apple насчитала 100 тыс. приложений, оптимизированных для iPhone Duo — многие из них всё ещё работают некорректно 59 мин.
AMD вслед за Nvidia отвернулась от геймеров: Лиза Су назвала дата-центры главным приоритетом компании 2 ч.
Маск объявил о сворачивании производства Cybertruck: футуристический пикап не оправдал надежд Tesla 4 ч.
Электрический суперкар BYD разогнался до 503 км/ч — это мировой рекорд для серийных авто 4 ч.
TSMC может потеснить Samsung и SK hynix на рынке памяти — Nvidia подталкивает её к выпуску 3D DRAM 5 ч.
Преступники угнали шесть паллет с чипами Nvidia на сумму $11,4 млн и увезли их куда-то в продуктовом грузовике 6 ч.
Tesla замахнулась на 80-кратный прирост мощности ИИ-чипов и переименовала их в ускорители суперинтеллекта 6 ч.