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IMEC纳米线FET瞄准模拟/RF与SRAM应用

* 来源 : * 作者 : * 发表时间 : 2016-06-29 * 浏览 : 141
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IMEC发布一款无接面的环绕式闸极(GAA)奈米线场效电晶体(FET),期望成为7nm节点及其以后的电路备选技术。

该研究机构特别在2016年超大型积体电路技术与电路研讨会(VLSI Symposium 2016)上发表一款SRAM电路,采用堆叠的无接面垂直奈米线FET,相较于采用横向电晶体的方式更能产生较小的SRAM。

IMEC在该研究报告中描述这种采用横向与垂直配置的无接面电晶体,并期望它成为逻辑、微缩SRAM单元以及RF应用的备选技术。

尽管IC目前主要仍是平面的,但由于以微影技术进一步微缩2D晶片的成本与限制,预计业界将过渡至垂直与3D结构。IMEC表示,透过堆叠垂直元件,可望大幅微缩SRAM。

从几年前开始,晶片生产逐渐转移到FinFET——在晶片通道四周环绕三个闸极。IMEC宣称环绕式闸极可实现最佳化的静电控制,从而实现5nm以下(sub 5nm)的CMOS微缩。此外,由于无接面元件能够简化一些制程步骤,长久以来也持续受到研究领域的重视。

IMEC在VLSI Symposium 2016上介绍,控制奈米线掺杂与奈米线尺寸之间的关系,可实现最佳化性能。IMEC指出,特别是针对这些元件在类比与RF应用的原始性能、类似速度与电压增益,发现它也可经由反转模式米线FET加以实现。IMEC还指出在电压转换时的参数变异,以及证实可在用于横向晶片的相同300mm直径晶圆上打造垂直奈米线无接面FET。

IMEC已经提出了一款新颖的SRAM单元设计,它具有两个垂直堆叠的无接面垂直奈米线FET,均具有相同的通道掺杂,因而能降低SRAM的每位元面积达39%。

针对先进逻辑的研究,IMEC则与其重要的CMOS计划合作伙伴共同进行,包括Globalfoundries、英特尔(Intel)、美光(Micron)、海力士(SK Hynix)、三星(Samsung)、台积电(TSMC)、华为(Huawei)、高通(Qualcomm)与Sony等。

IMEC显然认为可在7nm时导入GAA奈米线,并立即展现其优点;不过,这种变化通常都十分缓慢,甚至可能得花费数年的时间。

在日前于布鲁塞尔举行的IMEC技术论坛中,IMEC制程技术资深副总裁An Steegen指出,当FinFET从10nm过渡至7nm,电压微缩带来的性能增益不到30%,时脉频率的增益也低于15%;而7nm奈米线元件则可望在功耗方面改善44%,性能也提高约20%。Steegen表示,这一性能增益与过渡至5nm的微缩类似。