Китайська мікроелектронна промисловість долає технологічні бар’єри, спричинені обмеженнями на імпорт обладнання. Дослідники з Китайської академії наук (CAS) розробили транзистори з кільцевим затвором (GAA), які дозволяють досягти продуктивності, порівнянної з 3-нм техпроцесом, використовуючи наявне обладнання для DUV-літографії.
Що таке транзистори GAA
Транзистори діють як електричні перемикачі, що формують двійковий код. На відміну від традиційних FinFET, які мають форму вертикального плавця, архітектура GAA охоплює сигнал з усіх боків. Це забезпечує кращий контроль над потоком електронів. За даними CAS, коефіцієнт ввімкнення-вимкнення таких елементів перевищує 500 000, що мінімізує витоки енергії.
Виробництво та DUV-літографія
Хоча DUV-обладнання традиційно вважається недостатнім для 3-нм норм, експерти CAS застосували багатошарове травлення та імерсійну DUV-літографію з надчистою водою. Це дозволяє випускати чипи за 7-нм нормами, а нові GAA-транзистори відкривають шлях до продуктивності 3-нм рівня.
Етапи виробництва та виклики
Виробничий процес включає три ключові стадії:
- FEOL: створення транзисторів, де архітектура GAA покращує щільність.
- MEOL: формування металевих з’єднань, що є критичним етапом.
- BEOL: створення зовнішніх шарів проводки, зокрема найтоншого шару M0.
Для компанії SMIC етапи MEOL та BEOL залишаються складними. Проте оптимізація кроку розміщення ребер може дозволити перейти до 4-доріжкової конфігурації шару M0. Це відкриває можливість впровадження логічних комірок зі щільністю 137,8 МТр/мм², що відповідає 5-нм технологічному процесу.
Висновок
Розробка CAS демонструє значний потенціал в умовах санкцій. Хоча обмеження на етапі MEOL стримують повноцінний перехід до 3-нм норм, поєднання GAA-транзисторів та оптимізації логічних комірок забезпечує реальний шлях до досягнення продуктивності 5-нм рівня.