Kung inihayag ng Samsung sa kalagitnaan ng 2019 na ilulunsad nito ang kanyang "wrap-around-gate (GAA)" na teknolohiya noong 2021 upang mapalitan ang FinFET transistor na teknolohiya, ang FinFET ay maaari pa ring kalmado; hanggang ngayon, ipinahayag ng Intel na ang proseso ng 5nm nito ay iiwan ang FinFET at lumipat sa GAA, Mayroon nang mga palatandaan ng pag-on ng edad. Ang tatlong pangunahing pangunahing higante ay napili na ng GAA. Kahit na ang linya ng circuit ng TSMC bilang pinuno ng pandayan ay "hindi gumagalaw", tila walang pag-aalinlangan. Ang FinFET ba talaga sa pagtatapos ng kasaysayan?
Ang kaluwalhatian ng FinFET
Pagkatapos ng lahat, nang mag-debut ang FinFET bilang isang "tagapagligtas", dinala ang mahalagang "misyon" ng Batas ng Moore upang magpatuloy sa pagsulong.
Sa pag-upgrade ng teknolohiya ng proseso, ang paggawa ng mga transistor ay nagiging mas mahirap. Ang unang isinamang circuit flip-flop noong 1958 ay itinayo na may dalawang transistors lamang, at ngayon ang chip ay naglalaman ng higit sa 1 bilyong transistor. Ang puwersa ng motibo na ito ay nagmula sa tuluy-tuloy na pagsulong ng proseso ng paggawa ng flat silikon sa ilalim ng utos ng Batas ng Moore.
Kapag ang haba ng gate ay papalapit sa marka ng 20nm, ang kakayahang kontrolin ang kasalukuyang patak nang patas, at ang rate ng pagtulo ay tumataas nang naaayon. Ang tradisyunal na istraktura ng MOSFET na istraktura ay lilitaw na nasa "dulo". Zhengming Hu mula sa industriya ay nagmungkahi ng dalawang mga solusyon: ang isa ay ang FinFET transistor na may three-dimensional na istraktura, at ang iba pa ay ang teknolohiya ng FD-SOI transistor batay sa teknolohiyang SOI ultra-manipis na silikon-on-insulator.
Pinayagan ng FinFET at FD-SOI ng Batas ni Moore na ipagpatuloy ang alamat, ngunit ang dalawa ay gumawa ng iba't ibang mga landas pagkatapos. Ang proseso ng FinFET ang nanguna sa listahan. Una nang ipinakilala ng Intel ang komersyal na proseso ng FinFET proseso noong 2011, na makabuluhang napabuti ang pagganap at nabawasan ang paggamit ng kuryente. Nakamit din ng TSMC ang mahusay na tagumpay sa teknolohiya ng FinFET. Kasunod nito, ang FinFET ay naging isang pandaigdigang pangunahing. Ang "Fuji" na pagpipilian ng Yuanchang.
Sa kaibahan, ang proseso ng FD-SOI ay tila nabubuhay sa anino ng mga FinFET. Bagaman ang proseso ng pagtagas ng proseso ay mababa at ang paggamit ng kuryente ay may mga pakinabang, ang mga gawa ng chips ay may mga aplikasyon sa Internet of Things, automotive, network infrastructure, consumer at iba pang mga patlang, kasama ang lakas ng mga higante tulad ng Samsung, GF, IBM, ST, atbp Ang pagbubukas ay nagbukas ng isang mundo sa merkado. Gayunpaman, itinuro ng mga beterano ng industriya na dahil sa mataas na gastos sa substrate, mahirap na gawing mas maliit ang sukat dahil lumilipat ito pataas, at ang pinakamataas na antas ay hanggang sa 12nm, na mahirap magpatuloy sa hinaharap.
Bagaman ang FinFET ay nanguna sa "two-choice one" na kumpetisyon, kasama ang aplikasyon ng Internet of Things, artipisyal na intelihente, at intelihenteng pagmamaneho, nagdala ito ng mga bagong hamon sa mga IC, lalo na ang mga gastos sa pagmamanupaktura at R&D ng FinFETs nakakakuha ng mas mataas at mas mataas. Ang 5nm ay maaari pa ring gumawa ng mahusay na pag-unlad, ngunit ang daloy ng kasaysayan ng proseso ay tila nakalaan upang "ulit".
Bakit GAA?
Sa pangunguna ng Samsung, at sumunod sa Intel, ang GAA ay biglang naging upstart upang sakupin ang FinFET.
Ang pagkakaiba mula sa FinFET ay may mga pintuan sa paligid ng apat na panig ng disenyo ng GAA design, na binabawasan ang boltahe ng pagtagas at pinapabuti ang kontrol ng channel. Ito ay isang pangunahing hakbang kapag binabawasan ang mga node ng proseso. Sa pamamagitan ng paggamit ng mas mahusay na mga disenyo ng transistor, kasama ang mas maliit na mga node, ang mas mahusay na pagkonsumo ng enerhiya ay maaaring makamit.
Nabanggit din ng mga senior na ang kinetic enerhiya ng mga node ng proseso ay upang mapabuti ang pagganap at mabawasan ang pagkonsumo ng kuryente. Kapag ang proseso ng node ay advanced sa 3nm, ang ekonomiya ng FinFET ay hindi na magagawa at babalik sa GAA.
Ang Samsung ay maaasahan na ang teknolohiya ng GAA ay maaaring mapabuti ang pagganap ng 35%, mabawasan ang pagkonsumo ng kuryente sa pamamagitan ng 50%, at ang lugar ng chip sa pamamagitan ng 45% kumpara sa proseso ng 7nm. Iniulat na ang unang batch ng 3nm Samsung smartphone chips na nilagyan ng teknolohiyang ito ay magsisimula ng paggawa ng masa noong 2021, at ang higit na hinihingi na mga chips tulad ng mga graphic processors at data center AI chips ay magiging mass-produce sa 2022.
Ito ay nagkakahalaga na tandaan na ang teknolohiya ng GAA ay mayroon ding maraming iba't ibang mga ruta, at ang mga detalye sa hinaharap ay kailangang higit na mapatunayan. Bukod dito, ang paglipat sa GAA walang pagsala ay nagsasangkot ng pagbabago sa arkitektura. Itinuturo ng mga tagaloob ng industriya na ilalagay nito ang iba't ibang mga kinakailangan para sa kagamitan. Iniulat na ang ilang mga tagagawa ng kagamitan ay nakabuo na ng mga espesyal na etching at manipis na pelikula na kagamitan.
Xinhua Mountain sa tabak?
Sa merkado ng FinFET, nakatayo ang TSMC, at ang Samsung at Intel ay nahihirapan na makibalita. Ngayon tila ang GAA ay nasa string. Ang tanong ay, ano ang mangyayari sa kalawakan ng "tatlong kaharian"?
Mula sa konteksto ng Samsung, naniniwala ang Samsung na ang mga taya ng teknolohiya ng GAA ay isa o dalawang taon nang mas maaga kaysa sa mga karibal nito, at ibababa ito at mapanatili ang kalamangan ng una-mover sa larangang ito.
Ngunit ambisyoso din ang Intel, na naglalayong mabawi ang pamumuno sa GAA. Inihayag ng Intel na ilulunsad nito ang teknolohiya ng proseso ng 7nm sa 2021 at bubuo ito ng 5nm batay sa proseso ng 7nm. Tinatantya na makikita ng industriya ang proseso ng 5nm na "tunay na kapasidad" sa sandaling 2023.
Bagaman ang Samsung ang nangunguna sa teknolohiya ng GAA, isinasaalang-alang ang lakas ng Intel sa proseso ng teknolohiya, ang pagganap ng proseso ng GAA ay napabuti o naging mas malinaw, at ang Intel ay kailangang mamagsik sa sarili at hindi na sundin ang "Long March" na kalsada ng 10nm na proseso.
Noong nakaraan, ang TSMC ay napakababang susi at maingat. Bagaman inihayag ng TSMC na ang proseso ng 5nm para sa paggawa ng masa sa 2020 ay gumagamit pa rin ng proseso ng FinFET, inaasahan na ang proseso ng 3nm na ito ay magiging advanced sa paggawa ng masa sa 2023 o 2022. Proseso. Ayon sa mga opisyal ng TSMC, ang mga detalye ng 3nm nito ay ipapahayag sa North American Technology Forum sa Abril 29. Sa gayon, anong uri ng mga trick ang mag-aalok ng TSMC?
Nagsimula na ang labanan ng GAA.