Bien que Samsung Foundry ait commencé à produire des puces en utilisant sa technologie de fabrication SF3E (aka 3nm gate-all-around early) en juin dernier, la société n’utilise cette technologie que pour certaines puces, et elle ne devrait pas être largement utilisée. Pendant ce temps, la société travaille sur son nœud de classe 3 nm de deuxième génération appelé SF3 (3GAP) et divulguera plus d’informations à ce sujet lors du prochain symposium 2023 sur la technologie et les circuits VLSI à Kyoto, au Japon.
La technologie de fabrication Sf3 (classe 3 nm) de Samsung (qui sera présentée lors de la session T1-2) utilisera les transistors à effet de champ multi-ponts-canaux (MBCFET) de deuxième génération de la société. Cette nouvelle technologie de fabrication s’appuie sur le dispositif GAA de première génération (SF3E) qui est déjà en production de masse, incorporant une optimisation supplémentaire.
Samsung affirme que par rapport au SF4 (4LPP, classe 4 nm, faible puissance plus), le SF3 offre une performance 22 % supérieure à la même puissance et au même nombre de transistors, une réduction de puissance de 34 % aux mêmes horloges et complexité, et une logique 0,79x réduction de surface. Cependant, Samsung ne compare pas son SF3 à SF3E, et il n’y a aucun mot sur la SRAM et la mise à l’échelle du circuit analogique.
L’un des principaux avantages des transistors GAA par rapport aux dispositifs FinFET est le courant de fuite réduit puisque leur grille est entourée par le canal sur les quatre côtés. De plus, l’épaisseur du canal peut être ajustée pour améliorer les performances ou réduire la consommation d’énergie.
Samsung affirme maintenant que la plate-forme SF3 offre une plus grande flexibilité de conception grâce aux différentes largeurs de nanofeuilles (NS) du dispositif MBCFET dans le même type de cellule. On ne sait pas si cela signifie que le SF3E d’origine n’a pas l’une des capacités clés des transistors GAA, mais la formulation de Samsung l’implique au moins.
Une image que Samsung démontre dans son article décrit les dommages sur le dessus de la nanofeuille pendant le processus de grille métallique, nous pouvons donc supposer que l’un des aspects que l’entreprise couvrira sont les défis de production qu’elle a rencontrés avec son nœud de production SF3E basé sur GAA.
Fait intéressant, la société a récemment admis que ses processus de fabrication étaient en retard sur ceux de TSMC et qu’il lui faudrait au moins cinq ans pour rattraper son retard.
« Pour être honnête, la technologie de fonderie de Samsung Electronics est à la traîne par rapport à TSMC », a déclaré le Dr Kye Hyun Kyung, responsable de la division Samsung Electronics Device Solutions, responsable des unités commerciales Memory, System LSI et Foundry de l’entreprise lors d’une conférence. au Korea Advanced Institute of Science & Technology (KAIST), selon Hankyung (via @Tech_Reve). « Nous pouvons surpasser TSMC d’ici cinq ans. »
Le processeur de fabrication le plus avancé de Samsung Foundry pour les SoC complexes pour smartphones et autres applications exigeantes est le SF4 (4LPP, 4 nm, plus basse consommation). Cependant, la société reconnaît qu’elle est considérablement en retard sur le nœud N3 (N3B) de TSMC, qui serait utilisé pour fabriquer certains des SoC sophistiqués d’Apple. Samsung vise à combler l’écart avec les N3 et N4P de TSMC avec sa technologie SF4P (4LPP +) qui devrait être prête pour la production plus tard cette année, selon une clarification de @Tech_Reve.
Avec son SF3 (3GAP), le nœud basé sur MBCFET de 2e génération, Samsung Foundry pourrait avoir de meilleures chances de concurrencer le nœud de pointe de TSMC en 2024. De plus, Samsung a l’intention de proposer son SF4X (4HPC), une fabrication de classe 4 nm technologie conçue pour les processeurs et les GPU hautes performances à peu près au même moment. Cependant, TSMC devrait également introduire sa technologie de fabrication N3P améliorant les performances d’ici là.
Samsung est convaincu que la transition vers les transistors GAA en 2022-2023 était une sage décision, car elle permettra au fabricant de puces sous contrat de résoudre tous les problèmes liés à la nouvelle architecture avant des concurrents comme Intel et TSMC. Par conséquent, lorsque ces rivaux commenceront à produire des puces utilisant leur 20A, N2 (classe 2 nm) en 2024-2025 et seront potentiellement confrontés à des défis similaires auxquels Samsung s’attaque actuellement, Samsung estime que son nœud SF2 fournira un équilibre supérieur entre puissance, performances, transistor densité, coûts et rendements.