Сегодня 01 декабря 2025
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.

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Ранний доступ экшена Into the Fire о выживании на разбушевавшемся вулканическом хребте стартует в 2026 году 11 ч.
ИИ-модель Alibaba Qwen3-VL способна уловить почти все детали двухчасового видео, лишь раз его «просмотрев» 13 ч.
Аудитория условно-бесплатного ролевого экшена Where Winds Meet выросла до 9 млн за две недели после релиза 15 ч.
Психологический хоррор The 9th Charnel о группе пропавших учёных-генетиков получил дату релиза 15 ч.
Google отозвала жалобу на Microsoft по поводу антиконкурентной практики Azure псле запуска расследования в ЕС 18 ч.
Кооперативное приключение Split Fiction получило неофициальную русскую озвучку от Mechanics VoiceOver 21 ч.
Сборник хорроров Layers of Fear: The Final Masterpiece Edition от авторов ремейка Silent Hill 2 выйдет на Nintendo Switch 2 уже 19 декабря 22 ч.
Инвесторы не спешат пугаться ИИ-пузыря — деньги в стартапы льются как прежде 23 ч.
Новая статья: Goodnight Universe — колыбельная для крошки. Рецензия 30-11 00:01
Новая статья: Gamesblender № 754: кризис на рынке памяти, Pioner не для российского Steam и 20-летие Xbox 360 29-11 23:39
Sony Bank выпустит в США стейблкоин для упрощения расчётов в экосистеме материнской компании 22 мин.
Новая статья: Компьютер месяца — декабрь 2025 года 8 ч.
Для невышедших Intel Xeon Granite Rapids-WS уже представлена материнская плата Adlink ISB-W890 формата CEB 14 ч.
Вьетнам годами не пускал китайское 5G-оборудование Huawei и ZTE, но новые пошлины США, похоже, заставили власти передумать 14 ч.
AMD случайно подтвердила подготовку Ryzen 7 9850X3D — до анонса осталось чуть больше месяца 15 ч.
Samsung станет крупнейшим производителем телевизоров 20-й год подряд, несмотря на натиск китайских конкурентов 16 ч.
Ускорители вычислений Baidu имеют все шансы стать хитом китайского рынка 24 ч.
SK hynix запустит тотальное расширение фабрик памяти DRAM, чтобы победить дефицит 24 ч.
Micron инвестирует $9,6 млрд в завод по производству памяти HBM в Японии 30-11 00:31
Первый в мире частный научный спутник успешно выведен в космос — он будет изучать звёзды в ультрафиолете 29-11 18:57