Сегодня 31 марта 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Бельгийцы представили транзисторы нового поколения — быстрые, эффективные и доступные в производстве

Около шести лет назад бельгийский центр Imec представил совершенно новую архитектуру транзисторов — CFET (комплементарные FET). Она должна была помочь с производством транзисторов с нормами производства менее 2 нм. Особенностью архитектуры стали раздельные наностраничные каналы (forksheet). Но технология оказалась сложна для производства, поэтому в Imec создали видоизменённый промежуточный вариант будущей архитектуры, представленный на днях.

 Источник изображений: Imec

Источник изображений: Imec

Суть архитектуры forksheet заключается в разделении диэлектрической перегородкой транзисторов n- и p-типа с общим круговым затвором (GAA). Перегородка или стена призвана минимизировать влияние соседних транзисторов друг на друга. В таком случае пару транзисторов с разной проводимостью можно изготовить на меньшей площади чипа, что, в итоге, приведёт к существенному снижению площади кристалла — до 20 %. Более того, Imec предложил располагать транзисторы друг над другом для реализации архитектуры CFET, что ещё сильнее уменьшило бы площадь чипов. Однако последующая работа над транзисторами с раздельными страницами показала, что идея с диэлектрической перегородкой крайне сложна при воплощении в производство.

Тончайшую перегородку из диэлектрика толщиной от 8 до 10 нм необходимо было изготавливать первой ещё до всех манипуляций с кристаллом и травлением транзисторов. Такие «издевательства» над собой выдержит далеко не каждый материал, что вело бы к высокому уровню брака. Тогда в Imec придумали гениальное решение — перегородки должны быть внешними. Они уже не отдаляли разнополярные транзисторы друг от друга, но они как бы изолировали пары транзисторов от соседних пар. Фактически это была изоляция транзисторов с одинаковой проводимостью.

 Варианты внутренней и внешней диэлектрической перегородки

Варианты внутренней и внешней диэлектрической перегородки

При таком техпроцессе перегородки изготавливались одними из последних на кристалле. Такое решение позволяло использовать известные материалы. За счёт более толстых стен могла незначительно пострадать площадь размещения пар транзисторов, но зато все остальные выгоды в виде увеличения скорости работы (токов) и снижения утечек сохранялись. Более тонкий переход между наностраницами и внешней стенкой позволял затвору охватывать увеличенную площадь ребра каждого наностраничного канала, что существенно улучшало контроль над токами в транзисторных каналах.

Наконец, финальное изготовление внешних стенок вокруг транзисторных каналов повышало механическую напряжённость в наностраницах (в каналах транзисторов). Термин «напряжённый кремний» знаком всем, кто как минимум четверть века в теме производства чипов. В таких условиях повышается проводимость электронов и дырок в полупроводнике, что ведёт к повышению общей производительности чипов.

Разработчики признают, что за счёт повышения толщины внешних изолирующих перегородок forksheet-транзисторов до 15 нм общая площадь чипа может оказаться несколько больше, чем в случае использования внутренних перегородок, но это небольшая и вынужденная жертва. Моделирование в CAD ячеек SRAM и генераторов с использованием транзисторов с раздельными наностраницами и внешними перегородками показало, что в ячейках статической памяти новая схема для техпроцесса A10 (10 ангстрем) позволила сократить площадь на 22 % по сравнению с нанолистами A14 без изоляции за счёт более плотной упаковки однотипных устройств и уменьшения шага затворов.

Для схемы генератора под полной нагрузкой новая компоновка соответствует или превосходит производительность генераторов для техпроцессов A14 и 2 нм. Без нагрузки ток питания снижается примерно на 33 % (снижение утечек).

Опыт производства транзисторов с раздельными наностраницами будет иметь большое значение для разработки CFET, поскольку многие этапы процесса, материалы и концепции проектирования будут пересекаться. В forksheet-транзисторах устройства p-типа и n-типа располагаются рядом друг с другом. В отличие от них, в CFET нового поколения два разных типа транзисторов будут располагаться вертикально, хотя базовые технологии останутся прежними. Но это история середины 30-х годов, к которой мы ещё не раз вернёмся в будущем.

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
«Становится только хуже»: инсайдер рассекретил ещё одну игру из апрельской подборки PS Plus, и фанаты не рады 4 ч.
Microsoft завалила рекламой ИИ тысячи запросов на слияние GitHub — теперь в них одинаковые «советы» от Copilot 6 ч.
Microsoft анонсировала крупную игровую презентацию Xbox Games Showcase 2026 и первый за два года показ Gears of War: E-Day 7 ч.
Microsoft серьёзно улучшит поиск в Windows 11 после многолетних жалоб 7 ч.
Microsoft отозвала очередное обновление Windows 11 из-за отсутствующих или повреждённых файлов 7 ч.
Российские власти собираются наказывать пользователей VPN, для начала финансово 7 ч.
Россиянам запретят пополнение Apple ID с мобильного счёта — так распорядились власти РФ 10 ч.
Dolby подала в суд на Snapchat за использование бесплатного кодека AV1 13 ч.
«Это буквально всё, что мне было нужно»: трейлер с датой выхода файтинга Avatar Legends: The Fighting Game привёл фанатов в восторг 13 ч.
Samsung и Google научат Android передавать файлы касанием — почти как AirDrop 14 ч.
Новая статья: Обзор видеокарты Predator BiFrost Radeon RX 9070 XT OC: матч-реванш 2 ч.
Представлен флагман Vivo X300s с камерой Zeiss на 200 Мп, чипом Dimensity 9500 и ценой $723 5 ч.
Великобритания оштрафовала Apple на £390 000 за нарушение санкций против России 6 ч.
Представлен флагманский смартфон Vivo X300 Ultra с двумя 200-Мп камерами и съёмной оптикой по цене от $1000 8 ч.
Переломного «ChatGPT-момента» в сфере человекоподобных роботов придётся ждать ещё до 10 лет 8 ч.
MSI выпустила 27-дюймовый монитор Pro Max 271QPHW E14 с круговой поляризацией, QHD и 144 Гц 9 ч.
США ускорят отказ от медных телеком-сетей 10 ч.
Исследователи разработали «глубинный Wi-Fi» — беспроводную передачу данных под землёй на глубину до 100 метров 11 ч.
За первую неделю Xiaomi поставила 5000 обновлённых электромобилей Xiaomi SU7 11 ч.
Французская Mistral AI привлекла в долг $830 млн для оснащения ИИ ЦОД и конкуренции с американскими техногигантами 11 ч.