Samsung Foundry est sur le point de détailler sa technologie de fabrication de classe 3 nm de deuxième génération ainsi que son processus de fabrication de classe 4 nm à performances améliorées lors du prochain prochain Symposium 2023 sur la technologie et les circuits VLSI à Kyoto, au Japon. Les deux technologies sont importantes pour le sous-traitant de puces, car SF3 (3GAP) promet d’offrir des améliorations tangibles pour les mobiles et les SoC, tandis que SF4X (N4HPC) est conçu spécifiquement pour les applications de calcul haute performance (HPC) les plus exigeantes.

2^nd Nœud de génération 3 nm avec transistors GAA

La prochaine technologie de processus SF3 (3GAP) de Samsung est une version améliorée du processus de fabrication SF3E (3GAE) de la société et s’appuie sur ses transistors à porte tout autour de deuxième génération – que la société appelle les transistors à effet de champ multi-ponts ( MBCFET). Le nœud promet des optimisations de processus supplémentaires, bien que la fonderie préfère ne pas comparer SF3 avec SF3E. Par rapport à son prédécesseur direct, le SF4 (4LPP, classe 4nm, basse consommation plus), le SF3 revendique une amélioration des performances de 22 % à la même puissance et complexité ou une réduction de puissance de 34 % aux mêmes horloges et nombre de transistors, ainsi qu’un Réduction de la zone logique de 21 %. Bien qu’il ne soit pas clair si la société a réalisé une mise à l’échelle pour les circuits SRAM et analogiques.

En outre, Samsung affirme que le SF3 offrira une flexibilité de conception supplémentaire facilitée par la variation des largeurs de canal de nanofeuille (NS) du dispositif MBCFET dans le même type de cellule. Curieusement, la largeur de canal variable est une caractéristique des transistors GAA qui fait l’objet de discussions depuis des années, donc la façon dont Samsung la formule dans le contexte de SF3 pourrait signifier que SF3E ne la prend pas en charge.

Jusqu’à présent, ni Samsung LSI, la branche de développement de puces du conglomérat, ni d’autres clients de Samsung Foundry n’ont officiellement introduit une seule masse de processeur hautement complexe produite sur la technologie de processus SF3E/3GAE. En fait, selon Force de tendance. Ce n’est pas particulièrement surprenant car l’utilisation des « premiers » nœuds de Samsung est généralement assez limitée.

En revanche, les technologies « plus » de Samsung sont généralement utilisées par un large éventail de clients, de sorte que le processus SF3 (3GAP) de l’entreprise devrait voir des volumes beaucoup plus élevés lorsqu’il sera disponible en 2024.

SF4X pour les applications ultra-hautes performances

En plus du SF3, qui est conçu pour une variété de cas d’utilisation possibles, Samsung Foundry prépare son SF4X (4HPC, calcul haute performance de classe 4 nm) conçu pour les applications exigeantes en performances telles que les processeurs et les GPU orientés centre de données.

Pour répondre à de telles puces, le SF4X de Samsung offre une amélioration des performances de 10 % couplée à une réduction de puissance de 23 %. Samsung ne spécifie pas explicitement le nœud de processus avec lequel la comparaison est effectuée, mais il s’agit vraisemblablement de leur technologie de fabrication SF4 (4LPP) par défaut. Pour y parvenir, Samsung a repensé la source et le drain des transistors après avoir réévalué leurs contraintes (vraisemblablement sous des charges élevées), effectué une co-optimisation de la technologie de conception au niveau du transistor (T-DTCO) et introduit un nouveau milieu de ligne (MOL ) régime.

Le nouveau MOL a permis à SF4X d’offrir une tension minimale du processeur (Vmin) éprouvée sur silicium de 60 mV, une diminution de 10 % de la variation du courant à l’état bloqué (IDDQ), un fonctionnement haute tension garanti (Vdd) à plus de 1 V sans dégradation des performances, et une marge de traitement SRAM améliorée.

Le SF4X de Samsung sera un rival pour les nœuds N4P et N4X de TSMC, qui sont attendus respectivement en 2024 et 2025. En se basant uniquement sur les spécifications des revendications, il est difficile de dire quelle technologie offrira la meilleure combinaison de performances, de puissance, de densité de transistors, d’efficacité et de coût. Cela dit, SF4X sera le premier nœud de Samsung au cours des dernières années qui a été spécifiquement conçu avec le HPC à l’esprit, ce qui implique que Samsung a (ou attend) suffisamment de demande des clients pour que cela en vaille la peine.