Сегодня 19 августа 2025
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 🔥
Adobe представила Acrobat Studio — платформу на базе ИИ для работы со множеством разношёрстных файлов 8 мин.
Nvidia выпустила драйвер с поддержкой Smooth Motion и глобальными настройками DLSS Override для карт RTX 40-й серии 13 мин.
Dragon Age: The Veilguard, возвращение Persona 4 Golden и новые релизы: Microsoft раскрыла, какие игры пополнят Game Pass в конце августа 55 мин.
Вышла DeepSeek 3.1 с улучшенной памятью и поддержкой более крупных запросов 58 мин.
Разработчики Hollow Knight: Silksong анонсировали «специальное объявление» — фанаты не верят своему счастью 2 ч.
«Достойно того, чтобы стать легендой»: PlayStation анонсировала кроссовер Helldivers 2 с Halo 3 ч.
Российская молодёжь продолжает пользоваться TikTok, несмотря на ограничения 4 ч.
Национальный мессенджер Max похвалился аудиторией в 18 млн — в девять раз больше, чем в июле 5 ч.
Caves of Qud заслужила престижную премию «Хьюго» — это культовый ролевой роглайк в мире далёкого будущего и глубокой симуляции 6 ч.
Valve изменила, как рассчитывается пользовательский рейтинг игр в Steam — оценки теперь зависят от языка 7 ч.
SoftBank рассматривала поглощение Intel Foundry, но в итоге ограничилась инвестициями в $2 млрд 30 мин.
Asus представила ROG Matrix GeForce RTX 5090 30th Anniversary Limited Edition с четырьмя вентиляторами и TDP до 800 Вт 2 ч.
«Комета Дьявола» укрепила теорию о внеземном происхождении воды на Земле 3 ч.
Qualcomm представила Snapdragon 7s Gen 4 для доступных смартфонов среднего уровня 3 ч.
«Мы готовим различные продукты»: Nvidia ответила на слухи об урезанном Blackwell для Китая 3 ч.
Электролёт Archer Aviation с пилотом на борту впервые пролетел 88 км за 31 минуту 6 ч.
Fujifilm второй раз за месяц поднимет цены на камеры и объективы в США 6 ч.
Tesla вернула рычаг указателя поворотов в Model 3 — в уже проданные электромобили его установят за $350 6 ч.
В России начались продажи Honor Pаd Х7 — компактного планшета со Snapdragon 680 и ценой от 10 990 рублей 6 ч.
Американские дата-центры Google подключат к малым модульным реакторам Kairos — начнут с 50 МВт 6 ч.