По мере того, как технология полупроводников развивается стремительно, три крупных корпорации в индустрии чипов — Intel, telegraphic electric (TSMC) и Samsung активно реализируют технологии транзисторов следующего поколения, чтобы преодолеть существующие физические ограничения и достичь более мелких, более быстрых и более эффективных чипов BCM5220A4KPT. В этом процессе взаимодополняющие транзисторы поля (Complementary Field-Effect Transistor, CFET) стали одной из ключевых технологий, которые выходят за пределы узлов дальности 1 нм (nm).

Инновации в архитектуре CFET

Традиционные транзисторы основаны главным образом на плоском полевом транзисторе (Planar FET), в то время как технологические узлы сокращаются, а протяженность сетки близко к физическому пределу, что приводит к проблемам утечек энергии, короткоканальных эффектов и т.д. Для решения этих проблем в промышленности были введены трехмерные структуры, такие как финфет (плавниковый полевой транзистор) и GAAFET (транзистор с эффективом сетки), которые успешно способствовали продолжению закона мура. Однако, когда узлы дальности приближаются к 1nm, эти технологии также сталкиваются с большими трудностями.

Инновация архитектуры CFET заключается в Том, что она складывает изначально разделенные транзисторы n и p-типа вертикально, создавая взаимодополняющую структуру. Такая конструкция не только значительно экономит поверхностное пространство чипа, но и может сократить длину взаимосвязанных линий посредством более тесной интеграции транзисторов, тем самым уменьшая задержку сигнала и энергопотребление. Кроме того, вертикальная компоновка помогает улучшить ёмкостную связь между транзисторами и повысить производительность электросхемы.

Задачи и решения технологии программирования

Реализация архитектуры CFET не является простой задачей, и она требует значительных прорывов в материаловесной науке, технологии производства и инструментах проектирования. Во-первых, необходимо разработать новые высокодиэлектрические изоляционные материалы (high-k) и металлические сетки, чтобы гарантировать эффективный контроль тока в меньших масштабах. Во-вторых, точные технологии обработки на атомном уровне являются ключевыми в реализации CFET, включая, но не ограничивающиеся ультрафиолетовыми лучами света, многоузовыми технологиями формирования (Multi-Patterning Techniques), а также инновационными методами сохранения и гравюры.

Макет большой тройки против конкуренции

Intel: intel, долгое время ведущая технологические инновации в полупроводниках, вкладывает огромные средства в технологии CFET. Компания планирует интегрировать технологии CFET через свои высокотехнологичные узлы процессов, такие как Intel 20A (эквивалент 2nm уровня) и ниже, с целью сохранить свою лидирующую позицию на рынке высокопроизводительных вычислений и данных.

Тэи: как ведущий специалист в области производства кристаллических кружков, тай также активно разрабатывает технологии CFET и планирует применить их в будущих передовых системах. Тэи стремится обеспечить своим клиентам доступ к улучшению производительности и оптимизации энергетических эффектов в кратчайшие сроки с помощью продолжающихся технологических инноваций.

Samsung electronic: samsung также не отстает от него, и в его «трёхзвёздной диаграмме» ясно дала понять, что для достижения более малого размера транзистора и более высокой интеграции необходимо исследовать различные новые технологии, включая CFET. Цель samsung состоит в Том, чтобы через эти передовые технологии укрепить свой рыночный статус в мобильных процессорах, высокопроизводительных вычислений и ии.

эпилог

Несмотря на то, что архитектура CFET и ее зрелое и коммерческое применение соответствующих технологий должны преодолеть многие проблемы, совместные усилия трех чипов-гигантов предвещают, что индустрия полупроводников движется к узлам дальности ниже 1nm. По мере постепенного внедрения этих технологий в будущем могут появиться чипы с более высокой производительностью и меньшим потреблением энергии, которые будут способствовать дальнейшим обновлениям в таких областях, как искусственный интеллект, высокопроизводительные вычисления, сеть вещей. Однако этот процесс также требует тесного сотрудничества в глобальной цепочке промышленного производства, а также непрерывного вклада в исследования и разработки новых материалов и нового оборудования, совместно продвигающего вперед границы полупроводниковых технологий.

VMIVME-7592-740