IBM宣布了一條可以轟炸整個科技圈的消息,成功研發(fā)出了全球首款2nm EUV工藝的半導(dǎo)體芯片。IBM表示,與臺積電的5nm相比,2nm芯片的晶體管密度幾乎是前者的兩倍,達到了333.33 MTr/mm2,即每平方毫米可容納3.3億個晶體管。
IBM的2nm工藝是什么技術(shù)?
5nm工藝推出之前,業(yè)界采用的是FinFET(鰭式場效應(yīng)晶體管)結(jié)構(gòu),與傳統(tǒng)晶體管結(jié)構(gòu),只能在閘門一側(cè)控制電路連通與斷開不同,F(xiàn)inFET晶體管結(jié)構(gòu)中的閘門類似魚鰭的叉狀,可以控制閘門兩側(cè)電路的連通和斷開,進一步減少了漏電的幾率,同時,大幅縮短了晶體管的柵長。講得通俗易懂點,就是傳統(tǒng)的FET(場效應(yīng)管)屬于平面架構(gòu),只能控制一側(cè)的電路,而FinFET則是3D立體架構(gòu),可以同時控制兩側(cè)電路。
當(dāng)工藝演進到5nm后,F(xiàn)inFET結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法滿足晶體管所需的靜電控制,會出現(xiàn)嚴(yán)重的漏電問題。為此,三星率先采用了GAA(環(huán)繞式柵極)的晶體管結(jié)構(gòu),并對3nm制程工藝的芯片進行研發(fā)。不湊巧的是,IBM的2nm制程工藝也是同樣的GAA結(jié)構(gòu)。不過,GAA晶體管結(jié)構(gòu)又可分為納米線結(jié)構(gòu)GAAFET和納米片結(jié)構(gòu)MBCFET,而IBM采用的是納米片結(jié)構(gòu)。
與納米線結(jié)構(gòu)相比,納米片結(jié)構(gòu)的接觸面積更大,但不利于片與片之間的刻蝕(通過化學(xué)或物理的方法去除硅片表面不需要的部分)和薄膜生長(集成電路在制造過程中需要在晶圓片表面生長數(shù)層材質(zhì)不同、厚度不同的薄膜)。
需要注意的是,IBM的2nm已不再是指柵極長度(MOS管的最小溝道長度),而是等效成了芯片上晶體管節(jié)點密度。因此,這里的2nm只是一個命名代號,而非物理上的2nm。
本文整合自:雷科技、與非網(wǎng)
責(zé)任編輯:符乾江
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