Сегодня 02 декабря 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 🔥
Календарь релизов 1 – 7 декабря: Metroid Prime 4, Marvel Cosmic Invasion и «Зайчик» 4 ч.
«Так не хочется, чтобы эта игра заканчивалась»: первый тизер последнего дополнения к Atomic Heart заинтриговал и растрогал фанатов 4 ч.
Microsoft признала, что ИИ-агенты небезопасны, но всё равно заполонит ими Windows 11» 4 ч.
Грандиозное возвращение мастера скрытности Стикса откладывается на 2026 год — дата выхода и новый трейлер Styx: Blades of Greed 5 ч.
В первый день зимы биткоин упал ниже $85 000 — пример оказался заразительным 6 ч.
Создатели «Земского собора» по многочисленным просьбам доработали боевую систему и улучшили оптимизацию — подробности крупного обновления 1.1.0 7 ч.
Состоялся релиз Astra Automation 2.0 — новой версии корпоративной платформы автоматизации IT-операций 9 ч.
В России резко вырос спрос на специалистов по общению с нейросетями 10 ч.
«Пожирает всё твоё время на протяжении многих лет»: сооснователь Rockstar спустя пять лет объяснил причину ухода из студии 10 ч.
Возвращение блудного разработчика: бывший режиссёр ремейка Splinter Cell спустя три года вновь возглавил проект, но этого никто не заметил 12 ч.
AMD и Intel символически нарастили долю на рынке видеокарт — Nvidia всё равно держит подавляющие 92 % 8 мин.
TeamGroup предупредила: дефицит DRAM и NAND только начинается — цены будут расти весь 2026 год 42 мин.
В России автомобили Porsche стали массово глохнуть и выдавать ошибки — умельцы уже нашли решение 2 ч.
Настольная ностальгия: Sega выпустила аркадные мини-автоматы с Sonic The Hedgehog 2 ч.
Первый iPhone SE официально признан устаревшим, вместе с рядом других устройств Apple 3 ч.
Техпроцесс TSMC A16 оказался никому не нужен кроме Nvidia — Apple сразу перескочит на 1,4 нм 3 ч.
Дефицит DRAM ударил по Raspberry Pi 5 — одноплатники подорожали, но появилась бюджетная версия с 1 Гбайт 4 ч.
Акции Intel подскочили на 10 % после слухов о производстве процессоров для Apple MacBook 4 ч.
Взлетевшие цены DDR5 обрушили продажи материнских плат — геймеры призывают к бойкоту 4 ч.
«Это большая сделка»: Nvidia вложила $2 млрд в разработчика ПО для проектирования чипов Synopsys 5 ч.