三星 3 奈米 GAA 部分細節曝光,電晶體密度最高較 7 奈米提升 80%

作者 | 發布日期 2021 年 03 月 15 日 15:10 | 分類 Samsung , 晶圓 , 晶片 Telegram share ! follow us in feedly


目前晶圓代工市場正加緊布局,期望 2030 年能超車台積電,成為系統半導體龍頭的三星,2020 年初就宣佈克服 3 奈米製程關鍵的 GAAFET 環繞閘極電晶體製程,預計 2022 年正式推出。雖然目前此製程技術消息甚少,據外媒《tomshardware》報導,三星在 IEEE 國際積體電路會議,公佈採用 GAAFET 技術的 3GAE 製程部分相關細節,可一窺三星目前發展。

報導指出,GAAFET 其實有兩種,一種是使用奈米線做為電子電晶體鰭片的常見 GAAFET, 另外一種則是以納米片形式出現的較厚鰭片多橋通道場效應電子電晶體 MBCFET。兩種都在柵極材料所在側面圍繞溝道區,奈米線與奈米片達成方式很大程度取決於設計,一般而言都用 GAAFET 描述兩者。

GAAFET 早在 1988 年就出現了,這種電晶體的結構使得設計人員可透過調節電晶體通道的寬度來精確調諧,以達成高性能或低功耗的目標。較寬鰭片可在更高功率下達成更高性能,而較薄較窄的鰭片可降低功耗和性能。鰭式場效電晶體(FinFET)技術達成類似設計時,工程師必須使用額外鰭改善性能。這種情況下,電晶體通道寬度只能增加一倍或兩倍,精度不是很好,有時效率更低。

三星表示,與 7 奈米 LPP 製程技術相較,3GAE 製程技術可在同樣功耗下使性能提高 30%,或同樣頻率下能讓功耗降低 50%,整體電晶體密度最高可提高 80%。三星還展示首個使用 MBCFET 技術的 SRAM 晶片,256Gb 晶片面積是 56mm²,與現有晶片相較,使用 MBCFET 技術的寫入電壓降低 230mV,可見 MBCFET 降低功耗的能力。雖然 SRAM 是比較簡單的晶片,目前三星還沒有能用這種技術生產複雜邏輯晶片的能力,但三星正在克服相關技術問題,預計 3 奈米 MBCFET 製程會在 2022 年投產。

(首圖來源:Flickr/Jamie McCall CC BY 2.0)