यदि सैमसंग ने 2019 के मध्य में घोषणा की कि वह FinFET ट्रांजिस्टर तकनीक को बदलने के लिए 2021 में अपनी "रैप-अराउंड-गेट (GAA)" तकनीक लॉन्च करेगी, FinFET अभी भी शांत हो सकता है; आज तक, इंटेल ने कहा है कि इसकी 5nm प्रक्रिया FinFET को छोड़ देगी और GAA में बदल जाएगी, पहले से ही उम्र बढ़ने के संकेत हैं। तीन प्रमुख फाउंड्री दिग्गज पहले ही जीएए को चुन चुके हैं। हालांकि TSMC की सर्किट लाइन फाउंड्री के लीडर के रूप में "चलती नहीं है", इसलिए कोई संदेह नहीं है। क्या इतिहास के अंत में FinFET वास्तव में है?
FinFET की महिमा
आखिरकार, जब FinFET ने "उद्धारकर्ता" के रूप में शुरुआत की, तो यह मूर के कानून के महत्वपूर्ण "मिशन" को आगे बढ़ाने के लिए जारी रखा।
प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के उन्नयन के साथ, ट्रांजिस्टर का निर्माण अधिक कठिन हो जाता है। 1958 में पहला एकीकृत सर्किट फ्लिप-फ्लॉप केवल दो ट्रांजिस्टर के साथ बनाया गया था, और आज चिप में पहले से ही 1 बिलियन से अधिक ट्रांजिस्टर हैं। यह मकसद बल मूर के कानून की कमान के तहत फ्लैट सिलिकॉन विनिर्माण प्रक्रिया की निरंतर प्रगति से आता है।
जब गेट की लंबाई 20nm निशान के करीब पहुंचती है, तो वर्तमान में तेजी से गिरावट को नियंत्रित करने की क्षमता होती है, और तदनुसार रिसाव की दर बढ़ जाती है। पारंपरिक प्लानर MOSFET संरचना "अंत" पर प्रतीत होती है। उद्योग से प्रो। झेंगमिंग हू ने दो समाधानों का प्रस्ताव किया है: एक है तीन आयामी संरचना के साथ FinFET ट्रांजिस्टर, और दूसरा SOI अल्ट्रा-पतली सिलिकॉन-ऑन-इन्सुलेटर तकनीक पर आधारित FD-SOI ट्रांजिस्टर तकनीक है।
FinFET और FD-SOI ने मूर के कानून को किंवदंती जारी रखने की अनुमति दी, लेकिन बाद में दोनों ने अलग-अलग रास्ते ले लिए। FinFET प्रक्रिया पहले सूची में सबसे ऊपर है। इंटेल ने पहली बार 2011 में वाणिज्यिक FinFET प्रक्रिया प्रौद्योगिकी की शुरुआत की, जिसने प्रदर्शन में काफी सुधार किया और बिजली की खपत कम कर दी। टीएसएमसी ने भी FinFET तकनीक के साथ बड़ी सफलता हासिल की। इसके बाद, FinFET एक वैश्विक मुख्यधारा बन गया है। युचांग की "फ़ूजी" पसंद।
इसके विपरीत, FD-SOI प्रक्रिया FinFETs के साए में जी रही है। यद्यपि इसकी प्रक्रिया रिसाव दर कम है और इसकी बिजली की खपत के फायदे हैं, निर्मित चिप्स में इंटरनेट ऑफ थिंग्स, ऑटोमोटिव, नेटवर्क इन्फ्रास्ट्रक्चर, उपभोक्ता और अन्य क्षेत्रों में एप्लिकेशन हैं, साथ ही सैमसंग, जीएफ, आईबीएम, एसटी जैसे दिग्गजों की शक्ति भी है। आदि ने बाजार में एक दुनिया खोल दी है। हालांकि, उद्योग के दिग्गजों ने बताया कि इसकी उच्च सब्सट्रेट लागत के कारण, आकार को छोटा करना मुश्किल है क्योंकि यह ऊपर की ओर बढ़ता है, और उच्चतम स्तर 12nm तक है, जिसे भविष्य में जारी रखना मुश्किल है।
हालांकि FinFET ने "टू-चॉइस वन" प्रतियोगिता में इंटरनेट ऑफ थिंग्स, आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस और इंटेलिजेंट ड्राइविंग के आवेदन के साथ बढ़त ले ली है, लेकिन इसने ICs के लिए नई चुनौतियां ला दी हैं, खासकर मैन्युफैक्चरिंग और R & D की लागत FinFETs ऊंचे और ऊंचे होते जा रहे हैं। 5nm अभी भी बहुत प्रगति कर सकता है, लेकिन प्रक्रिया इतिहास का प्रवाह फिर से "चालू" होना तय है।
जीएए क्यों?
सैमसंग का नेतृत्व करने के साथ, और इंटेल के साथ चलने के बाद, GAA अचानक FinFET पर कब्जा करने के लिए ऊपर उठा है।
FinFET से अंतर यह है कि GAA डिजाइन चैनल के चारों तरफ द्वार हैं, जो रिसाव वोल्टेज को कम करता है और चैनल के नियंत्रण में सुधार करता है। प्रक्रिया नोड्स को कम करते समय यह एक बुनियादी कदम है। अधिक कुशल ट्रांजिस्टर डिजाइनों का उपयोग करके, छोटे नोड्स के साथ मिलकर, बेहतर ऊर्जा खपत हासिल की जा सकती है।
सीनियर्स ने यह भी उल्लेख किया कि प्रक्रिया नोड्स की गतिज ऊर्जा प्रदर्शन में सुधार और बिजली की खपत को कम करने के लिए है। जब प्रक्रिया नोड 3nm में उन्नत हो जाता है, तो FinFET अर्थव्यवस्था अब संभव नहीं है और GAA में बदल जाएगी।
सैमसंग आशावादी है कि जीएए तकनीक 35% से प्रदर्शन में सुधार कर सकती है, 7nm प्रक्रिया की तुलना में बिजली की खपत को 50% और चिप क्षेत्र को 45% तक कम कर सकती है। यह बताया गया है कि इस तकनीक से लैस 3nm सैमसंग स्मार्टफोन चिप्स का पहला बैच 2021 में बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू करेगा, और 2022 में ग्राफिक्स प्रोसेसर और डेटा सेंटर AI चिप्स जैसे अधिक मांग वाले चिप्स का बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जाएगा।
यह ध्यान देने योग्य है कि जीएए तकनीक में कई अलग-अलग मार्ग भी हैं, और भविष्य के विवरण को और सत्यापित करने की आवश्यकता है। इसके अलावा, जीएए में बदलाव निस्संदेह वास्तुकला में एक बदलाव है। उद्योग के अंदरूनी सूत्र बताते हैं कि यह उपकरण के लिए विभिन्न आवश्यकताओं को आगे बढ़ाता है। यह बताया गया है कि कुछ उपकरण निर्माता पहले से ही विशेष नक़्क़ाशी और पतली-फिल्म उपकरण विकसित कर रहे हैं।
तलवार पर सिन्हुआ पर्वत?
FinFET बाजार में, TSMC बाहर खड़ा है, और सैमसंग और इंटेल को पकड़ने के लिए संघर्ष कर रहे हैं। अब ऐसा लगता है कि GAA पहले से ही स्ट्रिंग पर है। सवाल यह है कि "तीन राज्यों" के गतिरोध का क्या होगा?
सैमसंग के संदर्भ में, सैमसंग का मानना है कि GAA प्रौद्योगिकी दांव अपने प्रतिद्वंद्वियों से एक या दो साल आगे है, और यह इस क्षेत्र में अपना पहला-पहला लाभ बनाए रखेगा।
लेकिन इंटेल भी महत्वाकांक्षी है, जिसका लक्ष्य जीएए में नेतृत्व हासिल करना है। इंटेल ने घोषणा की कि वह 2021 में 7nm प्रोसेस टेक्नोलॉजी लॉन्च करेगा और 7nm प्रोसेस के आधार पर 5nm का विकास करेगा। यह अनुमान है कि उद्योग 2023 के रूप में अपनी 5nm प्रक्रिया "वास्तविक क्षमता" को देखेगा।
हालाँकि, GAA तकनीक में सैमसंग अग्रणी है, लेकिन इंटेल की प्रक्रिया प्रौद्योगिकी में ताकत को देखते हुए, इसकी GAA प्रक्रिया का प्रदर्शन बेहतर हो गया है या अधिक स्पष्ट हो गया है, और Intel को खुद को आत्मनिरीक्षण करना है और अब 10nm प्रक्रिया के "लॉन्ग मार्च" मार्ग का अनुसरण नहीं करना है।
अतीत में, TSMC बेहद कम महत्वपूर्ण और सतर्क था। हालांकि TSMC ने घोषणा की कि 2020 में बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए 5nm प्रक्रिया अभी भी FinFET प्रक्रिया का उपयोग करती है, उम्मीद है कि इसकी 3nm प्रक्रिया 2023 या 2022 में बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उन्नत होगी। प्रक्रिया। टीएसएमसी के अधिकारियों के अनुसार, 29 अप्रैल को नॉर्थ अमेरिकन टेक्नोलॉजी फोरम में इसके 3nm के विवरण की घोषणा की जाएगी। तब तक TSMC किस तरह के ट्रिक्स पेश करेगी?
जीएए की लड़ाई शुरू हो चुकी है।