三星:GAA FET与EUV是半导体领域下一代重要突破

2019-07-29来源: EEWORLD关键字:三星  GAA

日前,三星半导体博客刊发了一篇TECHnalysis Research公司总裁兼首席分析师Bob O'Donnell的文章,他提出了他对于过渡到全新Gate-All-Around晶体管结构的看法。通过重新思考和重新构建基本的晶体管设计,Bob认为技术行业可以期待几代工艺技术的改进,同时减少半导体尺寸和功率要求,以及提高半导体性能。

任何关注半导体行业的人都知道芯片性能提升的速度开始放缓。与此同时,工艺公司已经讨论了他们减少制造芯片尺寸时面临的一些挑战。虽然通常与摩尔定律的继续发展有关,但更多是伴随着半导体工艺节点尺寸的减小,影响性能的因素会持续增加。

就在几个月前,三星半导体的代工业务宣布了晶体管设计方面的一项重大新进展,称为Gate-All-Around(GAA),它有望在未来几年保持晶体管级半导体的发展。从根本上说,GAA提供了对基本晶体管设计的重新思考和重新架构,其中晶体管内部的硅通道完全被栅极材料包围,而不是像三极一样被栅极材料覆盖,就像FinFET设计一样,这种设计可以增加晶体管密度,同时增加沟道的缩放潜力。

整个科技行业都在期待着半导体工艺的改进,这些进步将继续降低半导体尺寸和功率,并提高半导体性能。GAA与极紫外光(EUV)光刻技术一起被认为是半导体制造领域下一个主要技术进步,这为芯片行业提供了从7nm到5nm到3nm工艺节点的清晰路径。

从技术上讲,由于GAA FET技术降低了电压,这也为半导体代工业务提供了一种超越FinFET设计的方法。随着晶体管不断缩小,电压调节已被证明是最难克服的挑战之一,但GAA采用的新设计方法减少了这个问题。 GAA晶体管的一个关键优势是能够降低电压缩放造成的功耗,同时还能提高性能。这些改进的具体时间表可能不会像行业过去那么快,但至少关于它们是否会到来的不确定性现在可能会逐渐改观。对于芯片和器件制造商而言,这些技术进步为半导体制造业的未来提供了更清晰的视角,并且应该让他们有信心推进积极的长期产品计划。

GAA的时机也是科技行业的偶然因素。直到最近,半导体行业的大多数进步都集中在单个芯片或单片SOC(片上系统)设计上,这些设计都基于单个工艺节点尺寸构建的硅芯片。当然,GAA将为这些类型的半导体提供重要的好处。此外,随着新的“小芯片”SOC设计的势头增加,这些设计结合了几个可以在不同工艺节点上构建的较小芯片组件,很容易被误解为晶体管级增强不会带来太多的价值。实际上,有些人可能会争辩说,随着单片SOC被分解成更小的部分,对较小的制造工艺节点的需求就会减少。然而,事实是更复杂,更细微。为了使基于芯片组的设计真正成功,业界需要改进某些芯片组件的工艺技术,并改进封装和互连,以将这些元件和所有其他芯片组件连接在一起。

重要的是要记住,最先进的小芯片组件正变得越来越复杂。这些新设计要求3mm GAA制造所能提供的晶体管密度。例如,特定的AI加速器,以及日益复杂的CPU,GPU,FPGA架构需要他们能够集中处理的所有处理能力。因此,虽然我们会继续看到某些半导体元件停止在工艺节点的路线图中,并以更大的工艺尺寸稳定下来,但对关键部件的持续工艺缩减的需求仍然有增无减。

科技行业对半导体性能改进的依赖已经变得如此重要,以至于工艺技术的潜在放缓引起了相当多的关注,甚至对可能对整个科技世界产生的影响产生负面影响。虽然GAA所带来的进步甚至没有使该行业完全解决了挑战,但它们足以提供行业所需的发展空间以保持其继续前进。

据businesskorea报道,代工咨询公司IBS 5月15日宣布,三星电子在 GAA技术方面领先台积电(TSMC)一年,领先英特尔(Intel)两到三年。GAA技术是下一代非存储半导体制造技术,被视为代工行业的突破者。

三星已被评估在FinFET工艺方面领先于全球最大的代工企业台积电。FinFET工艺目前是主流的非存储半导体制造工艺。

这意味着三星在当前和下一代代工技术上都领先于竞争对手。

三星于当地时间5月14日在美国Santa Clara举行的2019年三星代工论坛上宣布,将于明年完成GAA工艺开发,并于2021年开始批量生产。

关键字:三星  GAA

编辑:冀凯 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/manufacture/ic469449.html
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