أطلقت سامسونج جيلًا جديدًا من عملية الحلقة الكاملة للبوابة مقاس 3 نانومتر، واكتسبت مكانة رائدة في عملية GAA

في السنوات الأخيرة، وفي بيئة المنافسة الشرسة في السوق، حولت سامسونج تركيز أعمالها إلى تصنيع المعدات الأصلية (OEM) للعمليات المنطقية. في الفصل الأمريكي الأخير من SFF (منتدى مسبك سامسونج)، أعلنت سامسونج عن أربع عمليات FinFET، تغطي 7 نانومتر إلى 4 نانومتر. وفي الوقت نفسه، تم إصدار جيل جديد من بوابة 3 نانومتر في كل مكان (GAA). بالمقارنة مع تقنية 7Nm، ستعمل عملية 3gae من سامسونج على تقليل المساحة بنسبة 45%، وتقليل استهلاك الطاقة بنسبة 50%، وتحسين الأداء بنسبة 35%. وقالت سامسونج إن أول شرائح 3 نانومتر كانت مخصصة بشكل أساسي للهواتف الذكية والأجهزة المحمولة الأخرى.

في الوقت الحاضر، دخلت عملية تصنيع أشباه الموصلات المتقدمة إلى ما دون عقدة 10 نانومتر. أخذت TSMC زمام المبادرة في الإنتاج الضخم لعملية 7Nm في العام الماضي، ولكن لا توجد عملية طباعة حجرية بالأشعة فوق البنفسجية. اختارت سامسونج الدخول مباشرة في عملية 7Nm EUV، لذا فهي متأخرة بعام واحد عن TSMC قيد التقدم. ومع ذلك، فإن سامسونج عازمة على اللحاق بشركة TSMC في عملية تصنيع 3 نانومتر. وفقًا لخارطة طريق سامسونج، فإنها ستنتج كميات كبيرة من عملية 3 نانومتر في عام 2021، وستدخل TSMC تقريبًا إلى عقدة 3 نانومتر في ذلك الوقت. ومع ذلك، لم تحدد TSMC التفاصيل الفنية لتقنية 3nm، مما يعني أن سامسونج اكتسبت مكانة رائدة في عملية GAA.

قال رايان سانج هيون لي، نائب المدير العام لسوق أعمال مسبك الرقائق في سامسونج، إن سامسونج تعمل على تطوير تقنية GAA منذ عام 2002 وقامت بتصنيع mbcfet (قناة قنوات متعددة الجسور) باستخدام معدات شرائح النانو. يمكن لهذه التقنية أن تعزز أداء الترانزستورات بشكل كبير، لتحقيق تصنيع عملية 3 نانومتر. ومع ذلك، تعمل TSMC أيضًا على تعزيز عملية 3 نانومتر. في عام 2018، أعلنت TSMC أنها تخطط لاستثمار 600 مليار دولار تايواني جديد لبناء مصنع بتقنية 3 نانومتر، على أمل بدء البناء في عام 2020 وبدء الإنتاج الضخم بمجرد نهاية عام 2022. تم الإبلاغ عن أن تقنية معالجة TSMC 3nm قد دخلت المرحلة التجريبية وحققت طفرة جديدة في تقنية GAA. أشارت TSMC في تقريرها المالي للربع الأول إلى أن تقنية 3nm الخاصة بها دخلت مرحلة التطوير الشامل. في الواقع، تتنافس TSMC وSamsung Electronics على التكنولوجيا المتقدمة لسنوات عديدة. هذا العام، سوف يتنافسون بشكل رئيسي على تقنية 3nm. ومع ذلك، لم تذكر TSMC أو Samsung أو Intel خارطة طريق عملية أشباه الموصلات بعد 3 نانومتر.

لأنه بعد أن يصل عرض خط المعالجة للدوائر المتكاملة إلى 3 نانومتر، فإنها ستدخل فئة الفيزياء المجهرية. وتشير البيانات إلى أن المواد المجهرية، من ناحية، تحتوي على كمية معينة من الجسيمات، والتي لا يمكن حلها إلا بمعادلة شرودنجر؛ ومن ناحية أخرى، فإن عدد الجزيئات ليس كبيرًا بما يكفي لتجاهل التقلبات الإحصائية. وهذا يجعل التطوير الإضافي لتكنولوجيا الدوائر المتكاملة يواجه العديد من العقبات المادية. بالإضافة إلى ذلك، من الصعب أيضًا حل استهلاك الطاقة الناتج عن زيادة تيار التسرب. لذلك، تُعرف عملية 3 نانومتر أيضًا بالحد المادي لأشباه الموصلات. ومع ذلك، في العقود التي سبقت تطور صناعة أشباه الموصلات، واجهت الصناعة مرارًا وتكرارًا ما يسمى بمشكلة حد العملية، ولكن تم كسر هذه الأعناق الفنية مرارًا وتكرارًا. رايان لي، نائب رئيس التسويق لأعمال Samsung OEM، أيضًا تنبأ بمستقبل رقائق سامسونج: إن تطوير تقنية GAA قد يجعل عملية 2 نانومتر أو حتى 1 نانومتر ممكنة. وعلى الرغم من أن سامسونج ليست متأكدة من نوع الهيكل الذي ستعتمده، إلا أنها لا تزال تعتقد أن مثل هذه التكنولوجيا ستظهر. بمعنى آخر، تخطط سامسونج لاستخدام عملية GAA لتحدي الحدود المادية.