Сегодня 18 февраля 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 🔥
Bethesda наконец починила The Elder Scrolls V: Skyrim на Nintendo Switch 2 — легендарная RPG получила поддержку 60 кадров/с и не только 40 мин.
Perplexity первой встроила рекламу в ИИ, но теперь отказалась от неё из-за угрозы доверию пользователей 60 мин.
Microsoft показала, чего ждать от следующих обновлений Windows 11 — улучшение панели задач, новые настройки и эмодзи 2 ч.
Google сделает ссылки в ИИ-поиске заметнее на фоне жалоб издателей 2 ч.
AWS внедрила вложенную виртуализацию для инстансов EC2 2 ч.
Перевод на русский, приручение животных и многое другое: ролевая песочница Hytale в духе Minecraft получила крупное обновление 2 ч.
После скандального взлома обновления Notepad++ защитили по схеме «двойной блокировки» 3 ч.
Психологический хоррор-шутер Total Chaos от создателя Turbo Overkill скоро станет ещё сложнее и страшнее — дата выхода «Новой игры +» 3 ч.
«Немного ошеломлены»: кошачий роглайк Mewgenics от автора The Binding of Isaac и Super Meat Boy за неделю достиг миллиона проданных копий 4 ч.
Google рассказала, как сделает работу всех смартфонов более плавной в Android 17 5 ч.
Бум ИИ разогнал станкостроителей: прибыль поставщиков чипового оборудования растёт восьмой квартал подряд 53 мин.
Технология древних на новых лад: учёные научились записывать 2 Тбайт данных на лист керамики формата A4 2 ч.
Adani вложит $100 млрд в создание 5 ГВт «зелёных» ИИ ЦОД в Индии 2 ч.
США бросили миллиарды на редкоземельную независимость от Китая — это может затянуться на десятилетие 2 ч.
Эхо несостоявшейся сделки на $40 млрд: Nvidia продала последние акции Arm 4 ч.
Meta развернёт ИИ-инфраструктуру на «миллионах GPU-ускорителей NVIDIA Blackwell и Rubin», а также Arm-чипах Grace 5 ч.
От распознавания кошек к задачам Эрдёша: ИИ всё активнее штурмует высшую математику 5 ч.
SpaceX вошла в секретный конкурс Пентагона по созданию ИИ для голосового управления роями дронов 7 ч.
Apple готовит «умный» домофон с Face ID — он будет впускать в дом по лицу 9 ч.
Meta закупит миллионы ИИ-чипов у Nvidia, включая центральные Arm-процессоры Grace и Vera 9 ч.