Eerder deze week maakten we melding van de verkoop van GAAFET-patenten van Intel aan Sony. Vandaag kunnen we melding maken van het feit dat Samsung laat weten de eerste fabrikant te zijn die deze gate-all-around-field-effect transistor gaat toepassen in haar 3nm fabricage procedé. Op het op halfgeleiders grichte IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) heeft het bedrijf wat details gedeeld over het 3nm GAE MBCFET (multi-bridge channel FET) fabricageproces.
Er zijn twee soorten GAAFETs: met nanowires en met nanosheets, de laatste wordt MBCFET genoemd. Bij de laatste zijn de vinnen wat dikker. Om te bepalen of het nanowires of nanosheets worden in het proces, is afhankelijk van het ontwerp. Beide soorten worden over het algemeen aangeduid met de verzamelnaam GAAFET.
In 2018 werden de eerste GAAFETS getoond. Het voordeel hiervan is dat de ontwerpers hierbij precies kunnen bepalen of de chip getuned wordt voor hoge pretaties of juist een laag stroomverbruik. Feitelijk worden de sheets breder gemaakt om hogere prestaties benodigd zijn, ze worden dunner gemaakt om het energieverbruik te beperken.
Om ditzelfde te bereiken met FinFETs, moeten de ontwerpers meer vinnen toevoegen. Om deze reden moet dan de breedte van de transistor worden vergroot en dat is vaak niet helemaal de bedoeling, ook is het alleen mogelijk om te verdubbelen of te verdriedubbelen. Helaas is dit vaak ook niet helemaal precies te bepalen en dus is GAAFET handiger en efficienter om de tansistordichtheid te vergroten.
In 2019 bevatte Samsungs 3GAE 0.1 designkit vier verschillende nanosheetbreedtes om zo meer flexibiliteit voor de eerste gebruikers van de technologie te bieden. Het is niet duidelijk of Samsung ook meerdere breedtes bood. Samsung zegt dat in vergelijk met haar 7LPP-proces, 3GAE tot dertig procent betere prestaties en tot vijftig procent lager stroomverbruik biedt, beide bij een gelijke complexiteit van de chip. Ook zou het mogelijk om een tot tachtig procent hogere transistordichtheid te behalen.
Samsung 3GAE (MBCFET) zal in 2022 in productie gaan. Op de ISSCC heeft Samsung een 256 Mbit MBCFET SRAM beschreven met een die van 56mm2. Vaak wordt SRAM gebruikt om een procestechniek te testen, dat betekent dat Samsung nu nog niet haar eerste echte ic van de band heeft laten lopen.
Een SRAM is een geheugencel die bestaat uit zes transistors. Door gebruik te maken van een ontwerp op basis van MBCFET is Samsung erin geslaagd om het benodigde voltage om een geheugencel te verlagen met 230mV.
Bron: IEEE Spectrum
