Сегодня 17 апреля 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

«Последний рубеж транзисторной архитектуры»: TSMC и Intel рассказали о нанолистовых транзисторах

На днях на конференции IEDM 2024 в Сан-Франциско компания TSMC впервые официально рассказала о преимуществах перехода на 2-нм транзисторы с круговым затвором Gate-All-Around и нанолистовыми каналами. К выпуску чипов по технологии N2 тайваньский чипмейкер приступит в наступающем году. По сути, нанолисты — это финальная архитектура транзисторов в привычном понимании и она останется актуальной надолго.

 Не видите внизу 2-нм транзисторы? А они есть! Источник изображения: TSMC

Не видите внизу 2-нм транзисторы? А они есть! Источник изображения: TSMC

В 2025 году производить чипы на основе 2-нм техпроцесса с наностраничными каналами и круговым затвором начнут также Samsung и Intel. Подобные структуры первой начала выпускать компания Samsung в рамках 3-нм техпроцесса в 2022 году. Для TSMC это станет первым опытом и плодом «более чем четырёхлетнего труда», как признался глава отдела разработчиков компании.

Современные транзисторы FinFET представляют собой набор вертикально расположенных транзисторных каналов — рёбер или плавников. Характеристики такого транзистора зависят от количества рёбер у каждого — одного, двух или трёх. Чем больше каналов, тем больше площадь, занимаемая транзистором. Это особенно остро сказывается в случае массивов памяти SRAM. Каждая ячейка такой памяти состоит из шести транзисторов и поэтому плохо поддаётся масштабированию. Между тем, без SRAM не обходятся ни простенькие контроллеры, ни мощные процессоры и ускорители.

Перевод транзисторных каналов в горизонтальную плоскость в виде тонких наностраниц сразу улучшает плотность, так как каналы располагаются друг над другом, и неважно, сколько их. От этого занимаемое транзистором место не увеличивается. В частности, переход TSMC от выпуска 3-нм FinFET транзисторов к 2-нм наностраничным увеличивает плотность размещения транзисторов на 15 %, независимо от того, используются ли производительные схемы или энергоэффективные. Выигрыш произойдёт в обоих случаях.

Между производительностью и энергоэффективностью придётся выбирать. Если делать ставку на скорость вычислений, прирост от перехода на 2-нм наностраничные транзисторы составит 15 %, а если выбрать низкое потребление, то выигрыш достигнет впечатляющих 30 %. Но это не вся польза от наностраничных каналов. Для FinFET транзисторов нельзя создать транзисторы с 1,5 рёбрами — это как полтора землекопа из известной сказки. Зато в случае наностраничных каналов можно менять их ширину, не говоря о количестве, и проектировать схемы с разнообразными и точно требуемыми параметрами.

В компании TSMC технологию изменения ширины наностраниц назвали Nanoflex. Это позволит выпускать на одном кристалле логику с узкими наностраницами, что ограничит их потребление, и вычислительное ядро с транзисторами с широкими наностраницами для пропускания больших токов, что обеспечит производительность, несмотря ни на что.

Но особенно заметно от перехода на наностраничные транзисторные каналы выиграет SRAM. При переходе с 4-нм на 3-нм техпроцесс плотность ячеек памяти SRAM выросла всего на 6 %. В случае технологии Nanoflex при переходе от 3-нм на 2-нм техпроцесс плотность ячеек SRAM вырастет на 11 %. Это даст повсеместный выигрыш, утверждают в TSMC.

 Источник изображения: Intel

Источник изображения: Intel

Интересно добавить, что на этой же конференции прозвучал доклад компании Intel, которая очертила границы будущего для классических транзисторов и, конкретно, в наностраничном исполнении.

«Архитектура наностраниц на самом деле является последним рубежом транзисторной архитектуры, — сказал Ашиш Агравал (Ashish Agrawal), специалист по кремниевым технологиям в исследовательской группе Intel по компонентам схем. — Даже будущие комплементарные FET (CFET) устройства, которые, возможно, появятся в середине 2030-х годов, будут построены из нанолистов. Поэтому важно, чтобы исследователи понимали свои ограничения».

Чтобы изучить границы возможного, в Intel создали экспериментальную транзисторную структуру с каналом длиной 6 нм. Чем короче канал, тем выше вероятность утечек через него и тем менее управляемым становится транзистор. Эксперимент показал, что транзисторы с каналами длиной 6 нм и шириной наностраницы 2 нм полностью работоспособны. Это позволит наностраничной транзисторной архитектуре существовать ещё долго, отодвинув переход на двумерные материалы и транзисторы на принципиально иной архитектуре далеко в будущее.

Возвращаясь к 2-нм техпроцессу TSMC (а также Samsung и Intel), напомним, что цифра в его названии ничего не говорит о физических размерах транзисторов. В рамках 2-нм техпроцесса транзисторы и транзисторные каналы измеряются десятками нанометров. Поэтому до выставленных Intel границ в эксперименте индустрия будет идти не одну пятилетку.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
ИИ-агент OpenAI Codex получил многие улучшения в новой версии 3 ч.
Нуарный ретрошутер Mouse: P.I. For Hire стартовал в Steam с рейтингом 94 % 9 ч.
Metro 2039 отправит бороться с кошмарами наяву в туннелях московского метро — первый трейлер, геймплей и подробности 11 ч.
Nvidia выпустила драйвер с поддержкой Pragmata, Neverness to Everness и Windrose 12 ч.
Эпичный финал: для Atomic Heart вышло масштабное сюжетное дополнение «Кровь на Хрустале» 12 ч.
Anthropic представила флагманскую ИИ-модель Opus 4.7 — она стала «самостоятельнее» и лучше в сложных задачах 13 ч.
Google с помощью ИИ заблокировала 8,3 млрд рекламных объявлений за 2025 год — на 60 % больше, чем годом ранее 13 ч.
Зачем читать классику, если можно в неё играть — Character.AI получил режим «Книги», который превращает чтение в ролевую игру 14 ч.
Windrose подтвердила, что геймеры соскучились по пиратским играм — 500 тысяч проданных копий за два дня 15 ч.
ЕС обязал Google открыть конкурентам доступ к поисковым данным 15 ч.
Акции ASML и TSMC упали в цене на фоне превосходной квартальной отчётности 16 мин.
Новая статья: Обзор Dreame X60 Ultra Complete: 4 × 4 в мире роботов-уборщиков 8 ч.
Ракета Blue Origin New Glenn прошла огневые испытания перед первым повторным запуском в воскресенье 9 ч.
Keychron представила геймерские беспроводные мыши G4 и G5 по цене $80 и $110 10 ч.
Эксперты бьют тревогу в связи с неготовностью сетей к ИИ-трафику 11 ч.
Apple похвасталась экологичностью: её продукты на 30 % созданы из переработанных материалов 12 ч.
Honor представила ноутбуки MagicBook 14 и 16 2026 с чипами Intel Panther Lake и автономностью свыше 15 часов 12 ч.
DJI представила блогерскую камеру Osmo Pocket 4 — 1″ сенсор, замедленное видео в 4K и больше 100 Гбайт 14 ч.
Gigabyte представила блоки питания Gaming — до 1000 Вт и защита T-Guard от выгорания 12V-2x6 14 ч.
Starlink продолжает бурный рост: число пользователей увеличилось более чем вдвое 14 ч.