[ad_1]
I FinFET hanno ridefinito il design dei chip quando sono entrati in scena più di dieci anni fa. Sebbene questi transistor non planari siano ancora lo standard non ufficiale del settore, potrebbero essere prossimi alla fine della loro vita. Pertanto, gli ingegneri elettronici potrebbero dover prepararsi per un turno imminente.
I primi chip che utilizzano FinFET sono usciti nel 2011, consentendo ai semiconduttori di avventurarsi in sicurezza nel territorio inferiore a 25 nm. A quel tempo, questa architettura era una sorta di grazia salvifica per la Legge di Moore, perché i transistor planari portavano a una dispersione di corrente eccessiva perché le geometrie inferiori a 100 nm fossero sostenibili.
Figura 1 I FinFET hanno sostituito il design dei transistor planari con un’architettura 3D per superare i limiti dei transistor planari tradizionali. Fonte: AnySilicon
Tuttavia, i FinFET si trovano ora ad affrontare un problema simile alle tecnologie planari che li hanno preceduti. I problemi di dispersione di potenza e di interferenza del segnale stanno diventando ostacoli sempre più comuni poiché i fattori di forma dei dispositivi continuano a ridursi e le richieste di prestazioni aumentano. Di conseguenza, molti dei principali attori del settore stanno iniziando a prendere in considerazione architetture di transistor alternative.
Per quanto utili siano i FinFET rispetto ai loro predecessori, presentano severi vincoli di instradamento della potenza con geometrie più piccole. Gli ingegneri in genere aggirano queste restrizioni attraverso diverse larghezze e spaziature dei canali. Funziona bene in molte applicazioni, ma questa strategia ha i suoi limiti.
Poiché i cancelli devono raggiungere l’isolatore tra le alette, deve essere disponibile spazio sufficiente tra ciascun canale. Di conseguenza, gli ingegneri possono incorrere rapidamente in problemi di scalabilità poiché ci sono da 15 a 20 nm tra ciascuna aletta. Aggiungere più canali significa intrinsecamente aggiungere aree inattive, portando a un compromesso tra il routing attuale e lo spazio fisico.
Gtransistor Ate-All-Around (GAA).
Una potenziale soluzione è emersa sotto forma di transistor gate-all-around (GAA). L’architettura GAA ritorna a fattori di forma planari, ma invece di utilizzare un canale piatto a filo con l’isolante, utilizza nastri di silicio circondati dal gate su tutti i lati.
Proprio come i FinFET consentono agli ingegneri di posizionare più alette una accanto all’altra, i GAA consentono l’impilamento verticale dei canali. In particolare, questo metodo richiede ancora spazio tra ciascun nastro. Tuttavia, poiché sfrutta la verticalità, ciascuno può coprire uno spazio orizzontale più lungo. In alternativa, gli ingegneri potrebbero progettare transistor più alti ma più stretti per lasciare più spazio sul chip per altri componenti.
Un altro vantaggio chiave del design GAA è che il cancello entra in contatto con il canale su tutti e quattro i lati. Di conseguenza, fornisce un maggiore controllo sulle correnti più elevate, proprio come hanno fatto i FinFET in relazione alle architetture planari convenzionali.
figura 2 Nella struttura del transistor GAA, il gate può entrare in contatto con il canale su tutti i lati, il che rende possibile il ridimensionamento continuo. Fonte: Lam Research
I GAA sono ancora relativamente nuovi, ma stanno già mostrando segni di diventare standard. Samsung ha guidato la carica, annunciando il passaggio ai GAAFET nel 2022. Intel, che ha messo i FinFET sulla mappa, rilascerà la sua tecnologia GAA più avanti nel 2024, insieme a una tecnologia di alimentazione posteriore.
Rimangono diversi ostacoli. Alcuni rapporti sostengono che Samsung stia lottando per ottenere rendimenti elevati con la sua tecnologia GAAFET. Altre fonderie hanno finestre di rilascio più a lungo termine per i loro chip GAA, quindi non è chiaro se la tecnologia GAA sarà in grado di superare queste sfide.
Nonostante questi ostacoli, il settore si sta chiaramente muovendo verso i GAA. Pertanto, i progettisti elettronici dovrebbero familiarizzare con questa tecnologia prima che avvenga il cambiamento per adattarsi al mercato in evoluzione.
Transizione sul cancello
Proprio come i FinFET hanno ridefinito l’architettura dei semiconduttori negli anni 2010, i GAAFET potrebbero fare lo stesso entro il prossimo decennio. Sebbene gran parte di questa transizione sia ancora in sospeso, la maggior parte dei segnali sembrano puntare in questa direzione.
L’ingegneria elettronica è un campo in continua evoluzione. Pertanto, gli ingegneri devono rimanere al passo con sviluppi come questo per garantire di poter trarre vantaggio dalle innovazioni che rivoluzionano il settore.
Ellie Gabel è una scrittrice freelance e redattrice associata presso Revolutionized.
Contenuto relativo
[ad_2]
Source link
