Сегодня 14 июля 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 🔥
Календарь релизов 13–19 июля: The Alters: Last Variable, Denshattack! и Moss: The Forgotten Relic 4 ч.
Акции Apple вернулись к росту — инвесторы оценили осторожность с инвестициями в ИИ 6 ч.
Разработчики The Alters отметили релиз дополнения Last Variable увольнениями 6 ч.
Криптографический триллер False Echo в духе Papers, Please отправит игроков решать, что есть правда, а что ложь 7 ч.
Олдскульный шпионский шутер Agent 64: Spies Never Die в духе GoldenEye и Perfect Dark не заставит себя долго ждать — новый трейлер и дата выхода 9 ч.
Продажи психологического хоррора на четверых Mimesis ещё до выхода из раннего доступа Steam превысили два миллиона копий 10 ч.
Каждая пятая IT-компания в России готовится к падению выручки в 2026 году 11 ч.
Число утечек данных в России упало в четыре раза, но торговля базами выросла почти на 60 % 13 ч.
Sony грозит антимонопольное расследование из-за отказа от игр на дисках 14 ч.
Anthropic пошла на попятную и вернула Claude Fable 5 в подписку для платных пользователей 15 ч.
Новая статья: Обзор беззеркальной камеры Sony Alpha 7 V: эволюция с человеческим лицом 4 ч.
Acer выпустила безочковый 3D-монитор Predator XB273K 3D за $1100, но пока только в Китае 6 ч.
Космический мусор добрался до геосинхронной орбиты — и угрожает дорогущим спутникам 6 ч.
Intel вложит €5 млрд в крупнейшую фабрику чипов Европы, чтобы выпускать там ангстремные процессоры 6 ч.
Intel представила космический процессор Starfire — он способен работать при температурах от −55 до +125 °C 10 ч.
В Московской области в десятки раз увеличили стоимость аренды земли под строительство ЦОД 10 ч.
Valve признала, что индикатор перегрева Steam Machine срабатывает слишком рано — проблему исправит обновление BIOS 12 ч.
Углеродные выбросы Microsoft выросли на четверть — бум ИИ ЦОД ставит под угрозу достижение климатических целей к 2030 году 12 ч.
DeepInfra развернула в Торонто кластер из более чем 1 тыс. NVIDIA Blackwell B300 12 ч.
Gigabyte представила компактную плату B850M Aorus Stealth с разъёмами на изнанке 13 ч.