Aunque Samsung Foundry comenzó a producir chips usando su tecnología de fabricación SF3E (también conocida como 3nm gate-all-around early) en junio pasado, la compañía solo usa esta tecnología para chips selectos y no se espera que se use ampliamente. Mientras tanto, la compañía está trabajando en su nodo de clase 3nm de segunda generación llamado SF3 (3GAP) y divulgará más información al respecto en el próximo Simposio 2023 sobre tecnología y circuitos VLSI en Kioto, Japón.
La tecnología de fabricación Sf3 (clase 3nm) de Samsung (que se presentará en la sesión T1-2) utilizará los transistores de efecto de campo Multi-Bridge-Channel (MBCFET) de segunda generación de la compañía. Esta nueva tecnología de fabricación se basa en el dispositivo GAA de primera generación (SF3E) que ya está en producción en masa, incorporando una mayor optimización.
Samsung afirma que, en comparación con SF4 (4LPP, clase de 4 nm, baja potencia plus), SF3 ofrece un rendimiento un 22 % superior con la misma potencia y número de transistores, una reducción de potencia del 34 % con los mismos relojes y complejidad, y una lógica de 0,79x. reducción de área. Sin embargo, Samsung no compara su SF3 con el SF3E, y no hay información sobre la SRAM y la escala del circuito analógico.
Uno de los principales beneficios de los transistores GAA sobre los dispositivos FinFET es la corriente de fuga reducida ya que su puerta está rodeada por el canal en los cuatro lados. Además, el grosor del canal se puede ajustar para mejorar el rendimiento o reducir el consumo de energía.
Samsung dice ahora que la plataforma SF3 ofrece una mayor flexibilidad de diseño habilitada por varios anchos de nanohoja (NS) del dispositivo MBCFET dentro del mismo tipo de celda. No está claro si significa que el SF3E original carece de una de las capacidades clave de los transistores GAA, pero la frase de Samsung al menos lo implica.
Una imagen que Samsung demuestra en su artículo describe el daño en la parte superior de la nanolámina durante el proceso de puerta de metal, por lo que podemos especular que uno de los aspectos que la empresa cubrirá son los desafíos de producción que encontró con su nodo de producción SF3E basado en GAA.
Curiosamente, recientemente la compañía admitió que sus procesos de fabricación están por detrás de los de TSMC, y tomará al menos cinco años ponerse al día.
«Para ser honesto, la tecnología de fundición de Samsung Electronics va a la zaga de TSMC», dijo el Dr. Kye Hyun Kyung, jefe de la División de Soluciones de Dispositivos de Samsung Electronics, quien está a cargo de las unidades de negocio de Memoria, Sistema LSI y Fundición de la compañía en una conferencia. en el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST), según Hankyung (a través de @Tech_Reve). «Podemos superar a TSMC en cinco años».
El procesador de fabricación más avanzado de Samsung Foundry para SoC complejos para teléfonos inteligentes y otras aplicaciones exigentes es SF4 (4LPP, 4 nm, bajo consumo de energía). Sin embargo, la compañía reconoce que va muy por detrás del nodo N3 (N3B) de TSMC, que supuestamente se utiliza para fabricar algunos de los sofisticados SoC de Apple. Samsung tiene como objetivo cerrar la brecha con N3 y N4P de TSMC con su tecnología SF4P (4LPP+) que se espera que esté lista para la producción a finales de este año, según una aclaración de @Tech_Reve.
Con su SF3 (3GAP), el nodo basado en MBCFET de segunda generación, Samsung Foundry puede tener mejores posibilidades de competir contra el nodo de vanguardia de TSMC en 2024. Además, Samsung tiene la intención de ofrecer su SF4X (4HPC), una fabricación de clase de 4 nm. tecnología diseñada para CPU y GPU de alto rendimiento casi al mismo tiempo. Sin embargo, también se espera que TSMC presente su tecnología de fabricación N3P para mejorar el rendimiento para entonces.
Samsung confía en que la transición a los transistores GAA en 2022-2023 fue un acierto, ya que permitirá que el fabricante de chips por contrato resuelva cualquier problema con la nueva arquitectura antes que competidores como Intel y TSMC. En consecuencia, cuando estos rivales comiencen a producir chips usando su 20A, N2 (clase 2nm) en 2024-2025 y posiblemente enfrenten desafíos similares a los que Samsung está abordando ahora, Samsung cree que su nodo SF2 proporcionará un equilibrio superior de potencia, rendimiento, transistor. densidad, costos y rendimientos.