ในโลกของการออกแบบทรานซิสเตอร์ (ซึ่งเป็นหัวใจของชิปทุกชิ้น) นักออกแบบต้องหาทางทำให้มันเล็กลง เร็วขึ้น และไม่รั่วพลังงานแบบ “ทะลุทะลวง” ทุก 2–3 ปี ตอนนี้ เทคโนโลยี Gate-All-Around (GAA) คือมาตรฐานใหม่ที่ Samsung, Intel, และ TSMC กำลังใช้กับขนาด 2 นาโนเมตร
แต่พอจะขยับไปใต้ 1 นาโนเมตร… GAA จะไปต่อยาก Imec จึงเสนอ “forksheet transistor” ตั้งแต่ปี 2017 ซึ่งใช้ผนังฉนวนมาช่วยแยกทรานซิสเตอร์ p กับ n ให้ใกล้กันได้แบบไม่รบกวนกัน แต่ปัญหาคือ…โครงสร้างนี้ “ผลิตยากมาก” แถมยังทำให้ทรานซิสเตอร์ควบคุมไฟฟ้าได้แย่กว่า GAA ที่มี gate ครอบรอบช่องนำกระแส
ทีมของ Imec จึงออกแบบใหม่เป็น “outer wall forksheet” ซึ่งย้ายผนังฉนวนไปอยู่นอกเซลล์ ทำให้โครงสร้างง่ายขึ้น ใส่วัสดุที่แข็งแรงขึ้นได้ แถมให้ gate ควบคุมช่องกระแสได้ดีกว่าแบบเดิมถึง 25% (จากการตัดขอบกำแพงออกแค่ 5 นาโนเมตร!)
ถึงแม้ดีไซน์ใหม่นี้อาจเสียพื้นที่บ้าง (density ลดลงเล็กน้อย) แต่ข้อได้เปรียบเรื่อง ต้นทุน–เสถียรภาพ–การผลิตจำนวนมาก (volume manufacturing) ทำให้มันมีแนวโน้มจะเป็น “ขั้นบันได” ที่พาเราไปยัง CFET (complementary FET) ที่ซ้อนทรานซิสเตอร์ p กับ n แบบแนวตั้งในอนาคต
✅ Imec เปิดตัว outer wall forksheet transistor สำหรับเทคโนโลยี A10 (1nm)
• ออกแบบให้ผลิตง่ายขึ้นจาก forksheet แบบเดิม (inner wall)
• ย้ายผนังฉนวนไปไว้ด้านนอกเซลล์ แทนการฝังระหว่าง pMOS กับ nMOS
✅ เพิ่มความเสถียรและ performance ได้ดีขึ้น
• Gate สามารถควบคุมช่องกระแสได้มากขึ้น (up to 25% drive current)
• รองรับเทคนิคเพิ่มความเครียดในช่องนำกระแส (strain engineering) เพื่อเพิ่มความเร็ว
✅ ใช้วัสดุเดิม (เช่น silicon dioxide) และกระบวนการหลังจากขั้นตอนหลักแล้ว
• ทำให้ผนังไม่ถูกกัดเซาะจากขั้นตอนก่อนหน้า
• วางระบบ timing และ mask alignment ได้ง่ายกว่า
✅ ผลจากการจำลองจริงบน SRAM และ oscillator circuits
• เทียบกับ A14 nanosheet transistor: พื้นที่ลดลง 22%, ประสิทธิภาพเท่าหรือดีกว่า
• ถ้าไม่มีการใส่ strain → performance ลดลง 33%
✅ เป็นแนวทางกลางระหว่าง GAA → forksheet → CFET
• ทำให้ผู้ผลิตสามารถเรียนรู้กระบวนการที่ใช้ร่วมกันได้ ก่อนเข้าสู่ CFET เต็มรูปแบบในทศวรรษหน้า
‼️ outer wall forksheet อาจเสียพื้นที่บ้าง (density ลดลง) เทียบกับ inner wall
• เพราะผนังฉนวนกว้างขึ้น (จาก ~8–10nm เป็น ~15nm) แม้จะได้การผลิตที่ง่ายขึ้น
‼️ ยังอยู่ในขั้นต้นของการพัฒนา — ยังไม่มีแผนผลิตเชิงพาณิชย์โดยใครชัดเจน
• ต้องรอ Intel, TSMC, หรือ Samsung นำไปรวมใน node จริง
‼️ หากไม่ได้วางระบบ strain อย่างเหมาะสม จะเสีย performance ไปมาก
• strain continuity เป็นหัวใจที่ forksheet เดิมขาดไป แต่ต้องทำให้ครบ
‼️ โครงสร้างนี้ซับซ้อนเกินกว่า node 5nm จะใช้ได้ทั่วไป
• เน้นเฉพาะ A10 (1nm) ขึ้นไป ใกล้เคียงกับกรอบเวลา 2027–2030+
https://www.tomshardware.com/tech-industry/semiconductors/imecs-next-gen-high-speed-chip-transistor-addresses-manufacturing-concerns-outer-wall-forksheet-design-simplifies-production-but-may-sacrifice-density
แต่พอจะขยับไปใต้ 1 นาโนเมตร… GAA จะไปต่อยาก Imec จึงเสนอ “forksheet transistor” ตั้งแต่ปี 2017 ซึ่งใช้ผนังฉนวนมาช่วยแยกทรานซิสเตอร์ p กับ n ให้ใกล้กันได้แบบไม่รบกวนกัน แต่ปัญหาคือ…โครงสร้างนี้ “ผลิตยากมาก” แถมยังทำให้ทรานซิสเตอร์ควบคุมไฟฟ้าได้แย่กว่า GAA ที่มี gate ครอบรอบช่องนำกระแส
ทีมของ Imec จึงออกแบบใหม่เป็น “outer wall forksheet” ซึ่งย้ายผนังฉนวนไปอยู่นอกเซลล์ ทำให้โครงสร้างง่ายขึ้น ใส่วัสดุที่แข็งแรงขึ้นได้ แถมให้ gate ควบคุมช่องกระแสได้ดีกว่าแบบเดิมถึง 25% (จากการตัดขอบกำแพงออกแค่ 5 นาโนเมตร!)
ถึงแม้ดีไซน์ใหม่นี้อาจเสียพื้นที่บ้าง (density ลดลงเล็กน้อย) แต่ข้อได้เปรียบเรื่อง ต้นทุน–เสถียรภาพ–การผลิตจำนวนมาก (volume manufacturing) ทำให้มันมีแนวโน้มจะเป็น “ขั้นบันได” ที่พาเราไปยัง CFET (complementary FET) ที่ซ้อนทรานซิสเตอร์ p กับ n แบบแนวตั้งในอนาคต
✅ Imec เปิดตัว outer wall forksheet transistor สำหรับเทคโนโลยี A10 (1nm)
• ออกแบบให้ผลิตง่ายขึ้นจาก forksheet แบบเดิม (inner wall)
• ย้ายผนังฉนวนไปไว้ด้านนอกเซลล์ แทนการฝังระหว่าง pMOS กับ nMOS
✅ เพิ่มความเสถียรและ performance ได้ดีขึ้น
• Gate สามารถควบคุมช่องกระแสได้มากขึ้น (up to 25% drive current)
• รองรับเทคนิคเพิ่มความเครียดในช่องนำกระแส (strain engineering) เพื่อเพิ่มความเร็ว
✅ ใช้วัสดุเดิม (เช่น silicon dioxide) และกระบวนการหลังจากขั้นตอนหลักแล้ว
• ทำให้ผนังไม่ถูกกัดเซาะจากขั้นตอนก่อนหน้า
• วางระบบ timing และ mask alignment ได้ง่ายกว่า
✅ ผลจากการจำลองจริงบน SRAM และ oscillator circuits
• เทียบกับ A14 nanosheet transistor: พื้นที่ลดลง 22%, ประสิทธิภาพเท่าหรือดีกว่า
• ถ้าไม่มีการใส่ strain → performance ลดลง 33%
✅ เป็นแนวทางกลางระหว่าง GAA → forksheet → CFET
• ทำให้ผู้ผลิตสามารถเรียนรู้กระบวนการที่ใช้ร่วมกันได้ ก่อนเข้าสู่ CFET เต็มรูปแบบในทศวรรษหน้า
‼️ outer wall forksheet อาจเสียพื้นที่บ้าง (density ลดลง) เทียบกับ inner wall
• เพราะผนังฉนวนกว้างขึ้น (จาก ~8–10nm เป็น ~15nm) แม้จะได้การผลิตที่ง่ายขึ้น
‼️ ยังอยู่ในขั้นต้นของการพัฒนา — ยังไม่มีแผนผลิตเชิงพาณิชย์โดยใครชัดเจน
• ต้องรอ Intel, TSMC, หรือ Samsung นำไปรวมใน node จริง
‼️ หากไม่ได้วางระบบ strain อย่างเหมาะสม จะเสีย performance ไปมาก
• strain continuity เป็นหัวใจที่ forksheet เดิมขาดไป แต่ต้องทำให้ครบ
‼️ โครงสร้างนี้ซับซ้อนเกินกว่า node 5nm จะใช้ได้ทั่วไป
• เน้นเฉพาะ A10 (1nm) ขึ้นไป ใกล้เคียงกับกรอบเวลา 2027–2030+
https://www.tomshardware.com/tech-industry/semiconductors/imecs-next-gen-high-speed-chip-transistor-addresses-manufacturing-concerns-outer-wall-forksheet-design-simplifies-production-but-may-sacrifice-density
ในโลกของการออกแบบทรานซิสเตอร์ (ซึ่งเป็นหัวใจของชิปทุกชิ้น) นักออกแบบต้องหาทางทำให้มันเล็กลง เร็วขึ้น และไม่รั่วพลังงานแบบ “ทะลุทะลวง” ทุก 2–3 ปี ตอนนี้ เทคโนโลยี Gate-All-Around (GAA) คือมาตรฐานใหม่ที่ Samsung, Intel, และ TSMC กำลังใช้กับขนาด 2 นาโนเมตร
แต่พอจะขยับไปใต้ 1 นาโนเมตร… GAA จะไปต่อยาก Imec จึงเสนอ “forksheet transistor” ตั้งแต่ปี 2017 ซึ่งใช้ผนังฉนวนมาช่วยแยกทรานซิสเตอร์ p กับ n ให้ใกล้กันได้แบบไม่รบกวนกัน แต่ปัญหาคือ…โครงสร้างนี้ “ผลิตยากมาก” แถมยังทำให้ทรานซิสเตอร์ควบคุมไฟฟ้าได้แย่กว่า GAA ที่มี gate ครอบรอบช่องนำกระแส
ทีมของ Imec จึงออกแบบใหม่เป็น “outer wall forksheet” ซึ่งย้ายผนังฉนวนไปอยู่นอกเซลล์ ทำให้โครงสร้างง่ายขึ้น ใส่วัสดุที่แข็งแรงขึ้นได้ แถมให้ gate ควบคุมช่องกระแสได้ดีกว่าแบบเดิมถึง 25% (จากการตัดขอบกำแพงออกแค่ 5 นาโนเมตร!)
ถึงแม้ดีไซน์ใหม่นี้อาจเสียพื้นที่บ้าง (density ลดลงเล็กน้อย) แต่ข้อได้เปรียบเรื่อง ต้นทุน–เสถียรภาพ–การผลิตจำนวนมาก (volume manufacturing) ทำให้มันมีแนวโน้มจะเป็น “ขั้นบันได” ที่พาเราไปยัง CFET (complementary FET) ที่ซ้อนทรานซิสเตอร์ p กับ n แบบแนวตั้งในอนาคต
✅ Imec เปิดตัว outer wall forksheet transistor สำหรับเทคโนโลยี A10 (1nm)
• ออกแบบให้ผลิตง่ายขึ้นจาก forksheet แบบเดิม (inner wall)
• ย้ายผนังฉนวนไปไว้ด้านนอกเซลล์ แทนการฝังระหว่าง pMOS กับ nMOS
✅ เพิ่มความเสถียรและ performance ได้ดีขึ้น
• Gate สามารถควบคุมช่องกระแสได้มากขึ้น (up to 25% drive current)
• รองรับเทคนิคเพิ่มความเครียดในช่องนำกระแส (strain engineering) เพื่อเพิ่มความเร็ว
✅ ใช้วัสดุเดิม (เช่น silicon dioxide) และกระบวนการหลังจากขั้นตอนหลักแล้ว
• ทำให้ผนังไม่ถูกกัดเซาะจากขั้นตอนก่อนหน้า
• วางระบบ timing และ mask alignment ได้ง่ายกว่า
✅ ผลจากการจำลองจริงบน SRAM และ oscillator circuits
• เทียบกับ A14 nanosheet transistor: พื้นที่ลดลง 22%, ประสิทธิภาพเท่าหรือดีกว่า
• ถ้าไม่มีการใส่ strain → performance ลดลง 33%
✅ เป็นแนวทางกลางระหว่าง GAA → forksheet → CFET
• ทำให้ผู้ผลิตสามารถเรียนรู้กระบวนการที่ใช้ร่วมกันได้ ก่อนเข้าสู่ CFET เต็มรูปแบบในทศวรรษหน้า
‼️ outer wall forksheet อาจเสียพื้นที่บ้าง (density ลดลง) เทียบกับ inner wall
• เพราะผนังฉนวนกว้างขึ้น (จาก ~8–10nm เป็น ~15nm) แม้จะได้การผลิตที่ง่ายขึ้น
‼️ ยังอยู่ในขั้นต้นของการพัฒนา — ยังไม่มีแผนผลิตเชิงพาณิชย์โดยใครชัดเจน
• ต้องรอ Intel, TSMC, หรือ Samsung นำไปรวมใน node จริง
‼️ หากไม่ได้วางระบบ strain อย่างเหมาะสม จะเสีย performance ไปมาก
• strain continuity เป็นหัวใจที่ forksheet เดิมขาดไป แต่ต้องทำให้ครบ
‼️ โครงสร้างนี้ซับซ้อนเกินกว่า node 5nm จะใช้ได้ทั่วไป
• เน้นเฉพาะ A10 (1nm) ขึ้นไป ใกล้เคียงกับกรอบเวลา 2027–2030+
https://www.tomshardware.com/tech-industry/semiconductors/imecs-next-gen-high-speed-chip-transistor-addresses-manufacturing-concerns-outer-wall-forksheet-design-simplifies-production-but-may-sacrifice-density
0 ความคิดเห็น
0 การแบ่งปัน
16 มุมมอง
0 รีวิว