Belçika Üniversitelerarası Mikroelektronik Merkezi (Imec), 2041 yılına kadar üst düzey çip üretimi için güncellenmiş bir yol haritası gösteriyor. Imec, görüntüleme çipleri için dünyanın en önemli litografi sistemleri üreticisi olan ASML ile yakın işbirliği içinde çalışıyor. Merkez aynı zamanda dünyanın en önemli çip sözleşmeli üreticileri TSMC, Intel ve Samsung'un mühendisleriyle birlikte araştırmalar yürütüyor. Bu nedenle yol haritası, yolculuğun sektörde nereye doğru gittiğini açıkça ortaya koyuyor.
Reklamdan sonra devamını okuyun
Imec, IBM'in, tamamlayıcı alan etkili transistörlerin (CFET'ler), mevcut çok yönlü geçit transistörlerinin (GAA-FET'ler) halefi olacağı yönündeki değerlendirmesine katılıyor. GAA FET'lerde akım, kaynak ve drenaj arasında birden fazla kanaldan akar; akım akışını kontrol etmeye yarayan geçit elektrodu kanalları tamamen çevreler. Kanallar tabaka şeklinde olduğundan GAA FET'lere nano tabakalar da denir.
CFET'ler büyük ölçüde bu yapıyı korur ancak yüksekliği (Y ekseni) artar. Her çip hücresi, her iki yönde geçiş yapabilmeleri için pozitif (PMOS) ve negatif kanallara (NMOS) sahip metal oksit yarı iletkenlerden yapılmış bir çift transistör içerir. Şimdiye kadar bu çiftler her zaman bir çip içerisinde yan yana dizilmişti. CFET'ler birbirlerinin üzerinde yer alır ve alanı etkili bir şekilde iki katına çıkarırlar.
Gelecek 15 yılın üretim süreçlerine ilişkin Imec yol haritası. 2033 yılında araştırma merkezi, her yönüyle kapı etkili transistörlerden (GAA-FET'ler) tamamlayıcı alan etkili transistörlere (CFET'ler) geçmeyi planlıyor.
(Resim: İmec)
2031'den itibaren transistör değişimi
Imec, 2033'ten itibaren GAA FET'lerden CFET'lere geçileceğini öngörüyor. Bu, kurumun sektöre IBM'in araştırma departmanından daha fazla zaman ayırdığı anlamına geliyor. Farklılıklar ayrıntılarda da önemlidir: Imec, aynı silikon levhada bulunan monolitik transistör çiftleriyle yumuşak bir geçiş planlıyor. Öte yandan IBM, PMOS ve NMOS'u iki farklı plakada ayrı ayrı optimize etmek ve ardından her ikisini de üst üste istiflemek istiyor.
Bu, daha kompakt yapılara izin verir, ancak her iki CFET işlemine de Ångström 7 (A7) adı verilir. Burada bir kez daha netleşiyor: nanometre ve angstrom cinsinden süreç adlarının gerçeklikle hiçbir ortak yanı yok. Daha önce bu işlemlere 0,7 ve 1 nanometre deniyordu. IBM'in yaklaşımının olumsuz tarafı, tüm transistör çiftlerinin istiflenmesi ve bağlanması zahmetli.
Imec, 2030'larda dört sözde tam düğüm atlaması, yani dört bağımsız süreç nesli bekliyor: son GAA-FET süreci olarak A10, ardından A7, A5 ve A3. TSMC & Co. bu tür planlara dayanmaktadır ancak geliştirilmiş ara versiyonlar geliştirmektedir.
Reklamdan sonra devamını okuyun
Kısmi durgunluk
Bu arada yol haritası, çip üreticilerinin önümüzdeki on yılda muhtemelen öncelikle transistör yığınlarına ve hücre yapısına odaklanacağını açıkça ortaya koyuyor. Ancak transistörlerin genişliği en az beş yıl boyunca aynı kalmalıdır: Araştırmacılar 42 nanometrelik Temaslı Çok Yönlülükten (CPP) bahsetmektedir. Bu, iki komşu transistörün merkezleri arasındaki mesafedir.
Transistör yoğunluğu, özellikle bir hücre içindeki metal iletkenlerin (yolların) sayısının azaltılmasıyla artar. Şu ana kadar altı pist (6T) standart olsa da IBM, en kompakt tasarımlar için kademeli olarak üçe (3T) inmek istiyor. Bu, X eksenindeki hücre yüksekliğini A10 işlemi için 98 nm'den A5 için 64 nm'ye düşürür.
A3'ün, iki levhanın üst üste istiflenmesiyle (Sıralı CFET) büyük bir nesil değişimi başlatması amaçlanıyor. Transistör aralığı 39 nm'ye ve hücre yüksekliği 50 nm'ye küçülür.
Imec şu anda 2041'in halefi A2 için beyin fırtınası yapma sürecinde. Grafen gibi 2 boyutlu malzemeler verimliliği artırmak için düşünülebilir. Çip üreticileri uzun yıllardır bu tür 2D transistörleri (hala istiflenebilir) araştırıyorlar.
Sapmalar mümkün
Şu anda kesinleşmiş hiçbir bilgi yok. Bir yandan yeni nesiller gecikebilir, diğer yandan bunlar tekliftir. Özellikle yüksek performanslı çipler için, örneğin daha yüksek hücre bloklarıyla hızlı anahtarlama sürelerine ulaşmak amacıyla gerçek spesifikasyonlar farklı olabilir.
Imec'in kendisi yığılmış çipler için alternatif konfigürasyonlar sunmaktadır (“CMOS 2.0”). Bu, CFET yığınları anlamına gelmez; bunun yerine, örneğin bellek kalıpları üzerinde bilgi işlem çekirdeklerine sahip hesaplama çipletleri anlamına gelir. Saf transistör gelişimine paralel olarak Imec, diğer şeylerin yanı sıra depolama teknolojilerini ve taşıyıcı seçeneklerini de araştırıyor.
Imec, yeni yol haritasını ilk olarak Mayıs ayında ITF Dünya 2026 etkinliğinin bir parçası olarak sundu. Duyuru, yakın zamanda düzenlenen bir çalıştay aracılığıyla daha da fazla ilgi gördü.
(mma)
Bir yanıt yazın