إذا كنت تريد أن تلف رأسك حول مكون رئيسي لتقنية الحوسبة - من الهواتف الذكية الحديثة إلى أجهزة الكمبيوتر المكتبية المتطورة - فأنت بحاجة إلى فهم تقنية FinFET.
ما هو FinFET؟
FinFET هو ابتكار تقني سمح لمصنعي الرقائق مثل Samsung و TSMC و Intel و GlobalFoundries بتطوير 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 على ذلك هو تقنية المعالجة FinFET التي تبلغ مساحتها 7 نانومتر (نانومتر) في جوهر معالجات Ryzen من الجيل الثالث من AMD. في السنوات الأخيرة ، استخدمت Nvidia تقنية TSMC 16nm FinFET وتقنية Samsung 14nm FinFET في سلسلة 10 من بطاقات الرسوم المبنية على معمارية باسكال.
انهيار تقني لتقنية 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 الترانزستور المستنفد ذي القناة اللينة ، أو ترانزستور DELTA ، إلا أنه لم يكن حتى أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين حيث تم صياغة مصطلح FinFET. إنه اختصار من نوع ما ، ولكن تم اقتراح جزء "الزعانف" من الاسم لأن كلا من مناطق المصدر والتصريف في MOSFET تشكل زعانف على سطح السيليكون الذي بنيت عليه.
استخدام FinFET التجاري
أول استخدام تجاري لتقنية FinFET كان باستخدام ترانزستور 25 نانومتر تم إنشاؤه بواسطة TSMC في عام 2002.كان يُعرف باسم تصميم "Omega FinFET" ، مع المزيد من التكرارات على هذه الفكرة في السنوات التي تلت ذلك ، بما في ذلك متغير Intel Tri-Gate ، والذي تم تقديمه في عام 2011 بهندسته المعمارية الدقيقة 22nm Ivy Bridge.
AMD ادعت أيضًا أنها تعمل على تقنية مماثلة في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، على الرغم من عدم تحقق أي شيء منها. عندما سحبت AMD ممتلكاتها في GlobalFoundries في عام 2009 ، تم قطع أذرع المنتجات والتصنيع الخاصة بالشركة بشكل دائم.
ابتداءً من عام 2014 ، بدأت جميع شركات تصنيع الرقائق الرئيسية - GlobalFoundries - باستخدام تقنية FiNFET القائمة على تقنية 16 نانومتر و 14 نانومتر ، مما أدى في النهاية إلى تقليص حجم العقدة إلى 7 نانومتر مع أحدث 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 تقنية معالجة 5 نانومتر لوحدات معالجة مركزية وبطاقات رسومات ونظام على شريحة (SoCs) أكثر قوة وكفاءة.ومع ذلك ، فإن أحجام العقد هذه تقريبية في معظم الحالات ولا يمكن مقارنتها دائمًا بشكل مباشر مع TSMC وأحدث تقنية 7 نانومتر من سامسونج ، والتي يقال إنها قابلة للمقارنة تقريبًا مع عملية Intel 10nm.