2nm Yonga Üretimi 2024 Yılında Başlayabilir: MBCFET Transistörler

TSMC, 2nm teknolojisi için üretim tesisi inşa etmeye başladı ve MBCFET transistör yapısının kullanılması planlanıyor.

Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), 2nm yarı iletken üretim düğümü için araştırma ve geliştirmede önemli bir atılım gerçekleştirdi. Bu atılımın raporları Tayvan medyasında gün yüzüne çıktı. Dünyanın dört bir yanındaki çeşitli büyük ve küçük şirketlere yonga tedarik eden TSMC, bu sürecin 2023 yılında deneme üretimine girmesini ve bir yıl sonra seri üretime başlanmasını bekliyor.

Şu anda TSMC’nin en son üretim teknolojisi, Apple’ın amiral gemisi akıllı telefonları için işlemciler üretmek amacıyla kullanılan 5nm işlemi. Bu sektörde “node” yani “düğüm” terimi, transistörün “kanatlarının” boyutsal ölçümünü ifade ediyor. Günümüzde kullandığımız birçok işlemci ise karmaşık yapıda bu tür milyonlarca kanattan oluşuyor.

TSMC ve Samsung tarafından üretilen ürünlerde, bir transistörün tasarımını tanımlamak için kullanılan bir terim olan FinFET (Fin-Alan Etkili Transistör) tekniği kullanılıyor. TSMC ise Çoklu Köprü Kanal Alan Etkisi (MBCFET) transistör olarak adlandırılan bir modele geçmeyi hedefliyor.

Transistörler – FinFET, GAAFET, MBCFET

Bir FinFET tasarımı üç temel unsuru bağlı. Bunlar source (kaynak), gate (kapı) ve drain (kanal-drenaj) olarak isimlendiriliyor. Elektronlar kaynaktan çıktıktan sonra bunların akışı kapı tarafından düzenleniyor. FinFET’ten önceki tasarımlarda kaynak ve kanallar yalnızca yatay eksende üretiliyordu. MBCFET ise bir nevi FinFET’in devamı niteliğinde.

FinFET’in yenilikçi yaklaşımı, üçüncü boyutta hem kaynak hem de kanalların dikey olarak konumlanmasını sağladı. Sonuç olarak, kapıdan daha fazla elektronun geçmesi mümkün oldu, sızıntı azaltıldı ve çalışma voltajı düşürüldü.

TSMC’nin transistörleri için bir MBCFET kullanma kararı aslında bir ilk değil. Samsung, geçtiğimiz yılın Nisan ayında 3nm üretim sürecini duyurmuştu ve MBCFET tasarımından bahsedilmişti. Samsung’un MBCFET’i GAAFET’in aksine, “nanosheet” kaynak ve kanalların yerine nanowire kullanıyor. Bu yenilik, iletim için mevcut olan yüzey alanını artırıyor ve daha önemlisi, tasarımcının transistöre daha fazla kapı eklemesine izin veriyor.

TSMC’nin 2nm sürecinin neler sunacağını görmemiz için teknolojinin olgunlaşmasını beklememiz gerek. IBM ve Samsung’un 5nm GAAFET tasarımı, 50 mm²’lik bir yüzey alanına şaşırtıcı bir şekilde 30 milyar transistörü sıkıştırmayı başarmıştı.

Son olarak, geçtiğimiz günlerde TSMC’nin GAA (GAAFET) tekniğini kullanma ihtimalinden bahsetmiştik. Ancak görünüşe göre 2nm için MBCFET transistör modeli kullanılacak. TSMC ayrıca bu süreç için üretim tesisinin inşaatına başlamış durumda.