Jos haluat kietoa laskentatekniikan avainkomponentin ympärille – nykyaikaisista älypuhelimista huippuluokan pöytätietokoneisiin – sinun on ymmärrettävä FinFET-tekniikka.
Mikä on FinFET?
FinFET on teknologinen innovaatio, jonka ansiosta siruvalmistajat, kuten Samsung, TSMC, Intel ja GlobalFoundries, voivat kehittää yhä pienempiä ja tehokkaampia sähkökomponentteja.
Se on niin tärkeä osa modernia sirusuunnittelua, että sitä käytetään prosessisolmujen markkinoinnissa, joihin ne perustuvat. Yksi esimerkki on 7 nanometrin (nm) FinFET-prosessitekniikka AMD:n kolmannen sukupolven Ryzen-suorittimien ytimessä. Viime vuosina Nvidia on käyttänyt TSMC:n 16 nm FinFET-tekniikkaa ja Samsungin 14 nm FinFET-tekniikkaa Pascal-arkkitehtuuriin perustuvissa 10-sarjan näytönohjaimissa.
FinFET-teknologian tekninen erittely
Teknisellä tasolla FinFET eli ripakenttätransistori on erityinen metallioksidipuolijohdetransistori (MOSFET). Siinä on kaksi- tai kolmiporttirakenne, joka mahdollistaa paljon nopeamman toiminnan ja suuremman virrantiheyden kuin perinteiset mallit. Tämä johtaa myös alhaisempiin jännitevaatimuksiin, mikä tekee FinFET-suunnittelusta paljon energiatehokkaamman.
Vaikka ensimmäinen FinFET-transistorimalli kehitettiin 1990-luvulla nimellä Depleted Lean-channel Transistor eli DELTA-transistori, termi FinFET keksittiin vasta 2000-luvun alussa. Se on eräänlainen lyhenne, mutta nimen "evä"-osa ehdotettiin, koska sekä MOSFETin lähde- että nielualueet muodostavat evät piipinnalle, jolle se on rakennettu.
FinFET kaupalliseen käyttöön
Ensimmäinen kaupallinen FinFET-teknologian käyttö tapahtui TSMC:n vuonna 2002 luomalla 25 nm nanometrin transistorilla. Se tunnettiin "Omega FinFET" -suunnitteluna, ja tätä ajatusta toistetaan seuraavina vuosina, mukaan lukien Intelin Tri-Gate-variantti, joka esiteltiin vuonna 2011 22nm Ivy Bridge -mikroarkkitehtuurillaan.
AMD väitti myös työskentelevänsä samank altaisen tekniikan parissa 2000-luvun alussa, vaikka siitä ei oikeastaan tullut mitään. Kun AMD luopui omistuksistaan GlobalFoundriesissa vuonna 2009, liiketoiminnan tuote- ja valmistusosastot katkesivat pysyvästi.
Vuodesta 2014 alkaen kaikki suuret siruvalmistajat – mukaan lukien GlobalFoundries – alkoivat käyttää 16 nm:n ja 14 nm:n tekniikkaan perustuvaa FiNFET-tekniikkaa, mikä lopulta pienensi solmun koon 7 nm:iin uusimmilla iteraatioilla.
Vuonna 2019 teknologiset lisäedistykset ovat mahdollistaneet FinFET-porttien pituuden entistä suuremman lyhennyksen, mikä on johtanut 7 nm:iin. Parin seuraavan vuoden aikana saatamme jopa nähdä 5 nm:n prosessiteknologian tehokkaampien ja tehokkaampien prosessorien, näytönohjainten ja System on Chip (SoC) -järjestelmän luomiseksi. Nämä solmukoot ovat kuitenkin likimääräisiä useimmissa tapauksissa eivätkä aina ole suoraan vertailukelpoisia TSMC:n ja Samsungin uusimman 7 nm:n teknologian kanssa, jonka sanotaan olevan suunnilleen verrattavissa Intelin 10 nm:n prosessiin.
