ຖ້າ Samsung ປະກາດໃນກາງປີ 2019 ວ່າມັນຈະເປີດຕົວເຕັກໂນໂລຢີ "ຫໍ່ - ອ້ອມ - ປະຕູ (GAA)" ໃນປີ 2021 ເພື່ອທົດແທນເຕັກໂນໂລຢີ Transistor FinFET, FinFET ຍັງສາມາດສະຫງົບໄດ້; ຈົນເຖິງທຸກມື້ນີ້ທາງ Intel ໄດ້ລະບຸວ່າຂະບວນການ 5nm ຂອງມັນຈະປະຖິ້ມ FinFET ແລະຫັນໄປຫາ GAA, ເຊິ່ງມີອາການຂອງການປ່ຽນອາຍຸແລ້ວ. ຍັກໃຫຍ່ຜູ້ກໍ່ຕັ້ງສາມແຫ່ງໄດ້ເລືອກ GAA ແລ້ວ. ເຖິງແມ່ນວ່າສາຍວົງຈອນຂອງ TSMC ໃນຖານະທີ່ເປັນຜູ້ ນຳ ຂອງຜູ້ກໍ່ຕັ້ງແມ່ນ "ບໍ່ເຄື່ອນຍ້າຍ", ແຕ່ເບິ່ງຄືວ່າບໍ່ມີຄວາມສົງໃສເລີຍ. FinFET ແມ່ນຕອນສຸດທ້າຍຂອງປະຫວັດສາດບໍ?
ລັດສະຫມີພາບຂອງ FinFET
ຫຼັງຈາກທີ່ທັງ ໝົດ, ເມື່ອ FinFET ເປີດຕົວເປັນ "ຜູ້ຊ່ອຍໃຫ້ລອດ", ມັນໄດ້ປະຕິບັດ "ພາລະກິດ" ທີ່ ສຳ ຄັນຂອງກົດ ໝາຍ Moore ເພື່ອສືບຕໍ່ກ້າວ ໜ້າ.
ດ້ວຍການຍົກລະດັບເຕັກໂນໂລຢີຂະບວນການ, ການຜະລິດ transistor ກາຍເປັນເລື່ອງຍາກກວ່າ. ກະແສໄຟຟ້າທີ່ປະສົມປະສານກັນເປັນຄັ້ງ ທຳ ອິດໃນປີ 1958 ໄດ້ຖືກສ້າງຂຶ້ນໂດຍມີພຽງແຕ່ສອງເຕີເຕີເທົ່ານັ້ນ, ແລະໃນມື້ນີ້ຊິບປະກອບມີ transistor ຫຼາຍກວ່າ 1 ຕື້ເຄື່ອງແລ້ວ. ແຮງຈູງໃຈນີ້ແມ່ນມາຈາກຄວາມກ້າວ ໜ້າ ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງຂະບວນການຜະລິດຊິລິໂຄນແປນພາຍໃຕ້ ຄຳ ສັ່ງຂອງກົດ ໝາຍ Moore.
ເມື່ອຄວາມຍາວຂອງປະຕູເຂົ້າໃກ້ເຄື່ອງ ໝາຍ 20nm, ຄວາມສາມາດຄວບຄຸມກະແສໄຟຟ້າຫຼຸດລົງຢ່າງໄວວາ, ແລະອັດຕາການຮົ່ວໄຫຼເພີ່ມຂື້ນຕາມຄວາມ ເໝາະ ສົມ. ໂຄງສ້າງ MOSFET ແບບດັ້ງເດີມປະກົດວ່າຢູ່ໃນຕອນສຸດທ້າຍ. ສາດສະດາຈານ Zhengming Hu ຈາກອຸດສາຫະ ກຳ ໄດ້ສະ ເໜີ ສອງວິທີແກ້ໄຂ: ໜຶ່ງ ແມ່ນ FF transistor ທີ່ມີໂຄງສ້າງສາມມິຕິ, ແລະອີກວິທີ ໜຶ່ງ ແມ່ນເຕັກໂນໂລຍີ transistor FD-SOI ໂດຍອີງໃສ່ເຕັກໂນໂລຍີຊິລິໂຄນສຸດ - ບາງເບົາ.
FinFET ແລະ FD-SOI ໄດ້ອະນຸຍາດໃຫ້ກົດ ໝາຍ Moore ສືບຕໍ່ຄວາມ ໝາຍ, ແຕ່ທັງສອງຄົນໄດ້ເດີນຕາມເສັ້ນທາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫລັງຈາກນັ້ນ. ຂະບວນການ FinFET ແມ່ນຢູ່ໃນບັນຊີກ່ອນ. Intel ໄດ້ ນຳ ສະ ເໜີ ເຕັກໂນໂລຍີຂັ້ນຕອນການຄ້າ FinFET ຄັ້ງ ທຳ ອິດໃນປີ 2011, ເຊິ່ງໄດ້ເພີ່ມປະສິດທິພາບແລະຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານ. TSMC ຍັງປະສົບຜົນ ສຳ ເລັດທີ່ດີກັບເຕັກໂນໂລຢີ FinFET. ຕໍ່ມາ, FinFET ໄດ້ກາຍເປັນກະແສຫຼັກຂອງໂລກ. ທາງເລືອກ "ຟູຈິ" ຂອງຢວນຊາງ.
ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຂະບວນການ FD-SOI ເບິ່ງຄືວ່າໄດ້ ດຳ ລົງຊີວິດຢູ່ໃນເງົາຂອງ FinFETs. ເຖິງແມ່ນວ່າອັດຕາການຮົ່ວໄຫຼຂອງຂະບວນການຂອງມັນຍັງຕໍ່າແລະການໃຊ້ພະລັງງານຂອງມັນມີຂໍ້ດີ, ແຕ່ຊິບທີ່ຜະລິດໄດ້ມີການ ນຳ ໃຊ້ໃນອິນເຕີເນັດຂອງສິ່ງຕ່າງໆ, ລົດຍົນ, ໂຄງລ່າງພື້ນຖານເຄືອຂ່າຍ, ຜູ້ບໍລິໂພກແລະຂົງເຂດອື່ນໆ, ບວກກັບພະລັງຂອງຍັກໃຫຍ່ເຊັ່ນ: Samsung, GF, IBM, ST, ແລະອື່ນໆການຊຸກຍູ້ໄດ້ເປີດໂລກໃນຕະຫຼາດ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ນັກຮົບເກົ່າໃນອຸດສາຫະກໍາໄດ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າເນື່ອງຈາກຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນຊັ້ນໃຕ້ດິນສູງ, ມັນຍາກທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ຂະ ໜາດ ນ້ອຍລົງຂະນະທີ່ມັນຂື້ນສູງ, ແລະລະດັບສູງສຸດແມ່ນສູງເຖິງ 12nm, ເຊິ່ງມັນຍາກທີ່ຈະສືບຕໍ່ໃນອະນາຄົດ.
ເຖິງແມ່ນວ່າ FinFET ໄດ້ ນຳ ໜ້າ ໃນການແຂ່ງຂັນ "ສອງທາງເລືອກ ໜຶ່ງ", ດ້ວຍການ ນຳ ໃຊ້ Internet of Things, ປັນຍາປະດິດແລະການຂັບຂີ່ທີ່ສະຫຼາດ, ມັນໄດ້ ນຳ ຄວາມທ້າທາຍ ໃໝ່ ມາສູ່ ICs, ໂດຍສະເພາະການຜະລິດແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ R & D ຂອງ FinFETs ກຳ ລັງສູງຂຶ້ນແລະສູງກວ່າ. 5nm ຍັງສາມາດມີຄວາມກ້າວ ໜ້າ ທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່, ແຕ່ກະແສປະຫວັດສາດຂອງຂະບວນການເບິ່ງຄືວ່າມີຈຸດ ໝາຍ ທີ່ຈະ "ຫັນ" ອີກເທື່ອ ໜຶ່ງ.
ເປັນຫຍັງ GAA?
ດ້ວຍ Samsung ນຳ ໜ້າ, ແລະຕິດຕາມກັບ Intel, GAA ໄດ້ກາຍເປັນຜູ້ ນຳ ຂັ້ນສູງທີ່ຈະເຂົ້າມາຄອບຄອງ FinFET.
ຄວາມແຕກຕ່າງຈາກ FinFET ແມ່ນວ່າມີປະຕູອ້ອມຮອບສີ່ດ້ານຂອງຊ່ອງອອກແບບ GAA, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ຮົ່ວໄຫຼແລະປັບປຸງການຄວບຄຸມຂອງຊ່ອງທາງ. ນີ້ແມ່ນບາດກ້າວຂັ້ນພື້ນຖານໃນເວລາທີ່ຫຼຸດຜ່ອນຂໍ້ຂອງຂະບວນການ. ໂດຍການ ນຳ ໃຊ້ການອອກແບບ transistor ທີ່ມີປະສິດຕິພາບຫຼາຍຂື້ນ, ບວກກັບຂໍ້ນ້ອຍໆ, ການໃຊ້ພະລັງງານທີ່ດີກວ່າສາມາດປະສົບຜົນ ສຳ ເລັດໄດ້.
ຜູ້ອາວຸໂສຍັງໄດ້ກ່າວເຖິງວ່າພະລັງງານທາງໄກຂອງຂັ້ນຕອນຂະບວນການແມ່ນເພື່ອປັບປຸງການປະຕິບັດແລະຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານ. ໃນເວລາທີ່ຂໍ້ ກຳ ນົດຂັ້ນຕອນກ້າວ ໜ້າ ເຖິງ 3nm, ເສດຖະກິດຂອງ FinFET ບໍ່ສາມາດເຮັດໄດ້ອີກຕໍ່ໄປແລະຈະຫັນໄປຫາ GAA.
Samsung ມີຄວາມເຫັນໃນແງ່ດີວ່າເຕັກໂນໂລຢີ GAA ສາມາດປັບປຸງປະສິດຕິພາບໄດ້ 35%, ຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານເຖິງ 50%, ແລະພື້ນທີ່ຊິບປະມານ 45% ເມື່ອທຽບກັບຂະບວນການ 7nm. ມີລາຍງານວ່າຊິບສະມາດໂຟນລຸ້ນ 3nm ຊຳ ຊຸງລຸ້ນ ທຳ ອິດທີ່ຕິດຕັ້ງດ້ວຍເທັກໂນໂລຢີນີ້ຈະເລີ່ມຜະລິດເປັນ ຈຳ ນວນມະຫາຊົນໃນປີ 2021, ແລະຊິບທີ່ມີຄວາມຕ້ອງການຫລາຍຂຶ້ນເຊັ່ນ: ໂປເຊດເຊີກາຟິກແລະສູນຂໍ້ມູນ AI ຈະຖືກຜະລິດເປັນ ຈຳ ນວນຫລາຍໃນປີ 2022.
ມັນເປັນມູນຄ່າທີ່ສັງເກດວ່າເຕັກໂນໂລຢີ GAA ຍັງມີຫລາຍເສັ້ນທາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ແລະລາຍລະອຽດໃນອະນາຄົດຕ້ອງໄດ້ຮັບການຢັ້ງຢືນຕື່ມອີກ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ການປ່ຽນໄປສູ່ GAA ແນ່ນອນກ່ຽວຂ້ອງກັບການປ່ຽນແປງສະຖາປັດຕະຍະ ກຳ. ຜູ້ພາຍໃນອຸດສະຫະ ກຳ ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າສິ່ງນີ້ວາງອອກຄວາມຮຽກຮ້ອງຕ້ອງການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ສຳ ລັບອຸປະກອນ. ມີລາຍງານວ່າຜູ້ຜະລິດອຸປະກອນ ຈຳ ນວນ ໜຶ່ງ ກຳ ລັງພັດທະນາອຸປະກອນຮູບເງົາພິເສດແລະຮູບເງົາບາງໆ.
ພູເຂົາຊິນຫົວເທິງດາບ?
ໃນຕະຫລາດ FinFET, TSMC ໂດດເດັ່ນ, ແລະ Samsung ແລະ Intel ກຳ ລັງປະສົບກັບຄວາມຫຍຸ້ງຍາກ. ໃນປັດຈຸບັນມັນເບິ່ງຄືວ່າ GAA ແມ່ນຢູ່ໃນສະຕິງແລ້ວ. ຄຳ ຖາມກໍຄື, ມັນຈະເກີດຫຍັງຂຶ້ນກັບຄວາມອົດທົນຂອງສາມອານາຈັກ?
ຈາກສະພາບການຂອງ Samsung, Samsung ເຊື່ອວ່າການພະນັນເທັກໂນໂລຢີ GAA ແມ່ນ ໜຶ່ງ ຫຼືສອງປີຂ້າງ ໜ້າ ຂອງຄູ່ແຂ່ງຂອງມັນ, ແລະມັນຈະຈັດວາງແລະຮັກສາປະໂຫຍດອັນດັບ ທຳ ອິດໃນດ້ານນີ້.
ແຕ່ Intel ຍັງມີຄວາມທະເຍີທະຍານ, ເພື່ອແນໃສ່ການ ນຳ ພາໃນ GAA ຄືນ ໃໝ່. Intel ປະກາດວ່າມັນຈະເປີດເທັກໂນໂລຢີຂະບວນການ 7nm ໃນປີ 2021 ແລະຈະພັດທະນາ 5nm ໂດຍອີງໃສ່ຂະບວນການ 7nm. ຄາດຄະເນວ່າອຸດສາຫະ ກຳ ຈະເຫັນຂະບວນການ 5nm ຂອງມັນ "ຄວາມສາມາດທີ່ແທ້ຈິງ" ໄວເທົ່າທີ່ຈະຮອດປີ 2023.
ເຖິງວ່າ Samsung ເປັນຜູ້ ນຳ ດ້ານເຕັກໂນໂລຍີ GAA, ໂດຍພິຈາລະນາຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງ Intel ໃນເຕັກໂນໂລຢີຂະບວນການ, ການປະຕິບັດງານຂອງຂະບວນການ GAA ຂອງມັນໄດ້ຮັບການປັບປຸງຫລືເຫັນໄດ້ຊັດເຈນກວ່າເກົ່າ, ແລະ Intel ຕ້ອງໄດ້ເບິ່ງຕົວເອງແລະບໍ່ປະຕິບັດຕາມຖະ ໜົນ "Long March" ຂອງຂະບວນການ 10nm ອີກຕໍ່ໄປ.
ໃນອະດີດ, TSMC ແມ່ນສິ່ງ ສຳ ຄັນຕ່ ຳ ແລະລະມັດລະວັງ. ເຖິງແມ່ນວ່າ TSMC ປະກາດວ່າຂະບວນການ 5nm ສຳ ລັບການຜະລິດມວນຊົນໃນປີ 2020 ຍັງຄົງໃຊ້ຂັ້ນຕອນຂອງ FinFET, ແຕ່ຄາດວ່າຂະບວນການ 3nm ຂອງມັນຈະກ້າວ ໜ້າ ໄປສູ່ການຜະລິດມວນຊົນໃນປີ 2023 ຫຼື 2022. ຂະບວນການ. ອີງຕາມເຈົ້າ ໜ້າ ທີ່ TSMC, ລາຍລະອຽດຂອງ 3nm ຂອງມັນຈະຖືກປະກາດໃນກອງປະຊຸມເຕັກໂນໂລຢີອາເມລິກາ ເໜືອ ໃນວັນທີ 29 ເດືອນເມສາ.
ການສູ້ຮົບຂອງ GAA ໄດ້ເລີ່ມຕົ້ນແລ້ວ.