Ak si chcete omotať hlavu okolo kľúčového komponentu výpočtovej techniky – od moderných smartfónov až po špičkové stolové počítače – musíte porozumieť technológii FinFET.
Čo je FinFET?
FinFET je technologická inovácia, ktorá umožnila výrobcom čipov ako Samsung, TSMC, Intel a GlobalFoundries vyvíjať stále menšie a výkonnejšie elektrické komponenty.
Je to taká dôležitá súčasť moderného dizajnu čipov, že sa používa pri marketingu procesných uzlov, na ktorých sú založené. Jedným príkladom je 7-nanometrová (nm) procesná technológia FinFET v jadre procesorov AMD Ryzen tretej generácie. V posledných rokoch Nvidia využívala 16nm FinFET technológiu TSMC a 14nm FinFET technológiu Samsungu vo svojich grafických kartách radu 10 postavených na architektúre Pascal.
Technický rozpis technológie FinFET
Na technickej úrovni je FinFET alebo rebrový tranzistor s efektom poľa zvláštny druh polovodičového tranzistora s oxidom kovu (MOSFET). Má štruktúru s dvojitým alebo trojitým hradlom, ktorá umožňuje oveľa rýchlejšiu prevádzku a väčšiu hustotu prúdu ako tradičné konštrukcie. To vedie aj k nižším požiadavkám na napätie, vďaka čomu je dizajn FinFET oveľa energeticky efektívnejší.
Hoci prvý dizajn FinFET tranzistora bol vyvinutý v 90. rokoch pod názvom Depleted Lean-channel Transistor alebo DELTA tranzistor, termín FinFET sa objavil až začiatkom 21. storočia. Je to akýsi akronym, ale časť názvu „plutva“bola navrhnutá, pretože oblasť zdroja aj odtoku MOSFET tvoria rebrá na kremíkovom povrchu, na ktorom je postavený.
FinFET komerčné využitie
Prvé komerčné využitie technológie FinFET bolo s 25nm nanometrovým tranzistorom, ktorý vytvorila spoločnosť TSMC v roku 2002. Bol známy ako dizajn „Omega FinFET“, s ďalšími iteráciami tejto myšlienky v nasledujúcich rokoch, vrátane variantu Intel Tri-Gate, ktorý bol predstavený v roku 2011 so svojou 22nm mikroarchitektúrou Ivy Bridge.
AMD tiež tvrdilo, že na začiatku 21. storočia pracovalo na podobnej technológii, hoci sa z nej v skutočnosti nič nezhmotnilo. Keď sa AMD v roku 2009 odpredala zo svojich podielov v GlobalFoundries, produktové a výrobné časti podniku boli natrvalo oddelené.
Od roku 2014 začali všetci hlavní výrobcovia čipov – vrátane GlobalFoundries – používať technológiu FiNFET založenú na 16nm a 14nm technológii a nakoniec zmenšiť veľkosť uzla na 7nm pomocou najnovších iterácií.
V roku 2019 ďalšie technologické pokroky umožnili ešte väčšie skrátenie dĺžky brán FinFET, čo viedlo k 7nm. V priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov môžeme dokonca vidieť 5nm procesnú technológiu pre výkonnejšie a efektívnejšie CPU, grafické karty a System on Chip (SoC). Tieto veľkosti uzlov sú však vo väčšine prípadov približné a nie vždy priamo porovnateľné s TSMC a najnovšou 7nm technológiou Samsung, ktorá je údajne približne porovnateľná s 10nm procesom Intel.