メディア

Samsung、GAAを適用した3nmプロセスの生産を開始：5nm比で電力効率は最大45％向上

Samsung Electronics（以下、Samsung）は2022年6月30日（韓国時間）、GAA（Gate-All-Around）トランジスタ構造を適用した3nmプロセスノードの初期生産を開始したと発表した。まずは、高性能、低消費電力コンピューティングに向けたチップに適用し、その後モバイルプロセッサにも適用していく計画だ。

» 2022年06月30日 16時59分公開

[村尾麻悠子，EE Times Japan]

　第1世代の3nmプロセスでは、5nmプロセスに比べ、消費電力が最大45％削減、性能は23％向上し、面積は16％削減できるという。第2世代では、消費電力を最大50％削減、性能を30％向上、面積を35％削減できるとする。

　Samsungは、「MBCFET（Multi Bridge Channel FET）」として知られる独自のGAA技術を2002年から開発してきた。同社はプレスリリースで、「MBCFETは、FinFETの性能限界を打破し、電源電圧レベルの低減による電力効率の改善と、駆動電流能力の向上による性能の向上を実現する」と述べている。

GAAを適用した3nmプロセスノードで製造したウエハーを掲げるSamsung Foundryの研究者たち［クリックで拡大］出所：Samsung Electronics

　SamsungのMBCFETでは、チャネル幅が広いナノシートを活用する。チャネル幅が狭いナノワイヤを利用するGAA技術に比べ、より高い性能とエネルギー効率を実現できるという。ナノシートのチャネル幅を調整することで、消費電力や性能を最適化できるので、顧客のさまざまなニーズにも対応しやすいと、Samsungは説明する。

　GAAは設計の自由度が高く、設計・製造協調最適化（DTCO／Design Technology Co-Optimization）の点でも有利で、PPA（Power, Performance, Area）を高めることができるとする。

トランジスタ構造の進化。プレーナ型FETからFinFET、ナノワイヤを使うGAA FET、ナノシートを使うGAA FETと進化するにつれて、性能と電力効率が向上することを示している［クリックで拡大］出所：Samsung Electronics

TSMC、Samsung、Intel……チップメーカーの運命を示す特許動向
特許ポートフォリオの構築は、成功への道として試行錯誤が繰り返されているが、確実な成功を保証するわけではない。まずその特許の数が1つの目安となるが、企業が出願し取得する特許の品質は、同じくらい重要である。では、どの半導体メーカーが賢明な特許ポートフォリオを構築し、どの半導体メーカーが単に目的のために特許ポートフォリオを蓄積しているだろうか。
FinFETの実用化で必須となった「設計・製造協調最適化（DTCO）」
今回から、「設計・製造協調最適化（DTCO）からシステム・製造協調最適化（STCO）へ」の講演概要を説明する。
Samsung、3nm「GAA FET」の量産を2021年内に開始か
Samsung Electronicsは、米国カリフォルニア州サンタクララで2018年5月22日（現地時間）に開催したファウンドリー技術の年次フォーラムで、FinFETの後継アーキテクチャとされるGAA（Gate All Around）トランジスタを2021年に3nmノードで量産する計画を発表した。
TSMCジャパン3DIC研究開発センターがオープン
TSMCジャパン3DIC研究開発センターは2022年6月24日、産業技術総合研究所（産総研／茨城県つくば市）の敷地内で建設を進めてきたクリーンルームの完成に伴い、オープニングイベントを開催した。