ما هو FinFET؟

إذا كنت تريد أن تلف رأسك حول عنصر رئيسي في تكنولوجيا الحوسبة - من الهواتف الذكية الحديثة إلى أجهزة كمبيوتر سطح المكتب المتطورة- أنت بحاجة إلى فهم تقنية FinFET.

ما هو FinFET؟

FinFET هو ابتكار تقني أتاح لمصنعي الرقائق مثل Samsung و TSMC و Intel و GlobalFoundries تطوير مكونات كهربائية أصغر حجمًا وأكثر قوة.

إنه جزء مهم من تصميم الرقاقة الحديث الذي يتم استخدامه في تسويق عقد العملية التي يعتمدون عليها. أحد الأمثلة هو 7-نانومتر (نانومتر) تقنية معالجة FinFET في جوهر معالجات Ryzen من الجيل الثالث من AMD. في السنوات الأخيرة ، استخدمت نفيديا TSMC تقنية 16nm FinFET وتقنية Samsung 14nm FinFET في سلسلة بطاقات الجرافيكس 10 الخاصة بها مبنية على باسكال هندسة معمارية.

انهيار تقني لتكنولوجيا FinFET

على المستوى التقني ، FinFET ، أو ترانزستور تأثير مجال الزعانف ، هو نوع خاص من ترانزستور أشباه الموصلات بأكسيد المعادن (MOSFET). إنه ذو هيكل مزدوج أو ثلاثي البوابة يتيح تشغيلًا أسرع بكثير وكثافة تيار أكبر من التصميمات التقليدية. هذا يؤدي إلى متطلبات جهد أقل أيضًا ، مما يجعل تصميم FinFET أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.

على الرغم من أن تصميم الترانزستور الأول FinFET قد تم تطويره في التسعينيات تحت اسم المستنفد ترانزستور Lean-channel ، أو ترانزستور DELTA ، لم يكن مصطلح FinFET إلا في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين صاغ. إنه اختصار من نوع ما ، ولكن تم اقتراح جزء "الزعانف" من الاسم لأن كلا من منطقتي المصدر والتصريف في MOSFET تشكلان زعانف على سطح السيليكون الذي بنيت عليه.

الاستخدام التجاري لـ FinFET

كان أول استخدام تجاري لتقنية FinFET مع ترانزستور 25 نانومتر تم إنشاؤه بواسطة TSMC في عام 2002. كان معروفًا باسم تصميم "Omega FinFET" ، مع المزيد من التكرارات على هذه الفكرة التي ظهرت في السنوات التي تلت ذلك يتبع ذلك ، بما في ذلك متغير Intel's Tri-Gate ، والذي تم تقديمه في عام 2011 مع 22nm Ivy Bridge العمارة الدقيقة.

ادعت AMD أيضًا أنها تعمل على تقنية مماثلة في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، على الرغم من عدم تحقق أي شيء منها. عندما انسحبت AMD من ممتلكاتها في GlobalFoundries في عام 2009 ، تم قطع أذرع المنتجات والتصنيع الخاصة بالشركة بشكل دائم.

بدءًا من عام 2014 ، بدأت جميع شركات تصنيع الرقائق الرئيسية - بما في ذلك GlobalFoundries - في استخدام تقنية FiNFET استنادًا إلى تقنية 16 نانومتر و 14 نانومتر ، مما أدى في النهاية إلى تقليص حجم العقدة إلى 7 نانومتر مع الأحدث التكرارات.

في عام 2019 ، سمحت التطورات التكنولوجية الإضافية بإجراء تخفيضات أكبر في طول بوابات FinFET ، مما أدى إلى 7 نانومتر. في غضون العامين المقبلين ، قد نرى حتى تقنية معالجة 5 نانومتر وحدات معالجة مركزية أكثر قوة وكفاءةوبطاقات الرسوميات والنظام على الرقاقة (SoCs). ومع ذلك ، فإن أحجام العقد هذه تقريبية في معظم الحالات ولا يمكن مقارنتها بشكل مباشر دائمًا أحدث تقنيات TSMC و Samsung 7nm ، والتي يقال إنها قابلة للمقارنة تقريبًا مع Intel 10nm معالجة.