FinFET нь транзисторуудад тохиолддог хамгийн муу төрлийн богино сувгийн эффектийг даван туулахын тулд чипүүдэд бага зардлаар өндөр гүйцэтгэлийн хэмжүүр авах боломжийг олгодог транзисторын загвар юм.
Хагас дамжуулагч нээлт хийснээс хойш болон нэгдсэн хэлхээний дизайны түүхийн туршид Мурын хууль буюу нэг ширхэг цахиур дээрх транзисторын тоо хоёр жил тутамд хоёр дахин нэмэгддэг гэсэн ажиглалт хэвээр байсаар ирсэн. Мөн энэ ажиглалт үнэн болсон гэж хэлж болно.
Хэрэглэгчдийн эрэлт хэрэгцээг хангахын тулд цутгах үйлдвэрүүд улам бүр дэвшилтэт технологийн зангилаа хөгжүүлж байгаа тул өнөөгийн дэвшилтэт процессоруудын транзисторын тоо хэдэн арван тэрбум болж байна. Энэ нь 1970-аад оны дунд үеийн хэдхэн мянган транзистортой байсан процессоруудаас хол зөрүү юм.
Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийг хөдөлгөж, өнөөгийн чипийг боломжтой болгосон технологийн гол чиг хандлагын нэг бол finFET процессыг нэвтрүүлэх явдал юм.
FinFET гэж юу вэ?
Уламжлалт хоёр хэмжээст хавтгай транзистороос ялгаатай нь finFET нь хаалгыг ороосон өндөр суваг бүхий гурван хэмжээст транзистор юм.
Ердөө 0.7V-оор ажилладаг 25 нм finFET транзисторыг 2002 оны 12-р сард TSMC үзүүлжээ. 2012 он хүртэл анхны арилжааны 22 нм finFET гарч ирэн, finFET архитектурын дараагийн сайжруулалт нь гүйцэтгэлийг сайжруулж, талбайг багасгахад ихээхэн ахиц дэвшил гаргах боломжийг олгосон юм.
Бүтцийнхээ ачаар finFET нь алдагдлыг бага хэмжээгээр үүсгэж, төхөөрөмжийн нягтралыг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. Тэд мөн бага хүчдэлд ажилладаг бөгөөд өндөр хөтчийн гүйдлийг санал болгодог. Энэ бүхэн нийлээд илүү их гүйцэтгэлийг жижиг талбайд багтааж, нэгж гүйцэтгэлийн зардлыг бууруулна гэсэн үг.
FinFET ба хавтгай транзистор
Загвар зохион бүтээгчид янз бүрийн шалтгааны улмаас MOSFET гэх мэт уламжлалт хавтгай транзистороос илүү finFET төхөөрөмжийг ашиглахыг илүүд үздэг.
Тооцооллын хүчийг нэмэгдүүлнэ гэдэг нь тооцооллын нягтралыг нэмэгдүүлнэ гэсэн үг. Үүнд хүрэхийн тулд мэдээж илүү олон транзистор шаардлагатай бөгөөд энэ нь илүү том чипүүдэд хүргэдэг. Гэсэн хэдий ч бодит шалтгааны улмаас талбайг ойролцоогоор ижил байлгах нь чухал юм.
Илүү тооцоолох хүчин чадалд хүрэх нэг арга бол транзисторын хэмжээг багасгах явдал боловч транзисторын хэмжээ багасах тусам ус зайлуулах хоолой ба эх үүсвэрийн хоорондох зай нь сувгийн бүс дэх гүйдлийн урсгалыг хянах хаалганы электродын чадварыг бууруулдаг. Үүнээс болж хавтгай MOSFET-ууд нь богино сувгийн нөлөөнд өртөж болзошгүй.
Товчхондоо, finFET төхөөрөмжүүд нь ердийн хавтгай MOSFET технологитой харьцуулахад илүү богино сувгийн шинж чанартай, шилжих хугацаа бага, гүйдлийн нягтрал өндөртэй байдаг.
FinFET-ийн давуу талууд:
Бусад транзисторын технологитой харьцуулахад finFET нь хэд хэдэн гол давуу талтай тул илүү их хүч чадал, гүйцэтгэл чухал ач холбогдолтой программуудад ашиглахад тохиромжтой.
- Сувгийг илүү сайн хянах
- Богино сувгийн нөлөөг дарах
- Илүү хурдан шилжих хурд
- Илүү их ус зайлуулах гүйдэл
- Бага сэлгэн залгах хүчдэл
- Эрчим хүчний хэрэглээ бага
FinFET-ийн сул талууд:
- Хүчдэлийн босгыг хянахад хэцүү
- Гурван хэмжээст профайл нь илүү өндөр шимэгчдийг үүсгэдэг
- Маш өндөр багтаамжтай
- Үйлдвэрлэлийн өндөр өртөг
Хэдийгээр finFET маш сайн гүйдэлтэй байсан ч тэд хурдан ядарч, тэлэхээ болино. Энэхүү технологи нь 5 нм процессоос илүү их ашиглагдахгүй. Олон цутгах үйлдвэрүүд энэ үйл явцад аль хэдийн хүрч, 3 нм хүртэл ууршиж байгааг харгалзан үзвэл бид түүний залгамжлагч руу шилжих хүртэл удаан хүлээхгүй.
Энэ хугацаанд зарим үйлдвэрүүд эдийн засгийн шалтгааны улмаас нэг зангилаатай удаан байх магадлалтай. Нөгөөтээгүүр, бусад компаниуд процессорынхоо онцлогоос шалтгаалан шинэ технологи нэвтрүүлэхээс өөр аргагүй болно.
Одоогийн finFET-ийн дараа юу болох нь одоогоор тодорхойгүй байна. Олон үйлдвэрүүд нано хуудас гэх мэт шинэ, шинэлэг технологиудыг туршиж байгаа бол бусад нь finFET-ийг 3 нм хүртэл авах тойрон гарах арга замыг хайж байна. Эдгээр тойрч гарах арга замуудын нэг нь гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэхийн тулд P сувагт зориулсан германы материал руу шилжих явдал боловч интеграцчлахад бэрхшээлтэй байдаг.
Нэг ирээдүйтэй технологи бол gate-all-around (GAA) транзистор юм. Энэ нь хаалга ба сувгийн хоорондох хамгийн чухал багтаамжтай холболтыг хангадаг. GAA finFET-ийн асуудал бол энэ нь зөвхөн түр зуурын шийдэл юм. Энэ нь хэдхэн арван жил үргэлжилж болно. Гэсэн хэдий ч хэн нэгэн цоо шинэ транзисторын архитектурыг гаргаж ирэх хүртэл энэ нь finFET-ийн ирээдүйн орлуулагч байх магадлалтай.
