Imec ontwikkelt als eerste een productieproces voor een nieuwe microchiptechnologie waardoor chips nog kleiner zullen worden

Imec, 's werelds toonaangevende onderzoeks- en innovatiehub op het vlak van nano-elektronica en digitale technologie, kondigde deze week aan dat het als eerste een productieproces voor een complementaire FET (CFET) heeft ontwikkeld.

De CFET is een nieuw transistorconcept dat op termijn de FinFETs, transistors die vandaag in zeer geavanceerde chiptechnologie gebruikt worden, kan vervangen omdat ze met dezelfde performantie en energieverbruik een veel kleinere oppervlakte zullen innemen.

De CFET zal dus verdere miniaturisatie van chiptechnologie mogelijk maken, tot kleiner dan de 3nm node (vandaag is 10nm de meest geavanceerde transistortechnologie in productie). Deze doorbraak werd voorgesteld op het VLSI Technology Symposium, één van de belangrijkste wetenschappelijke conferenties ter wereld in het domein van chiptechnologie (Honolulu, USA, 19-21 juni 2018).

Het almaar goedkoper, sneller en krachtiger worden van microchiptechnologie heeft een cruciale rol gespeeld in de technologische innovaties sinds de jaren '60: de opkomst van de elektronica in huishoudtoestellen, auto's, fabrieken, de PC, laptop, tablet, smartphone, ...

Aan de basis van al deze innovaties ligt de miniaturisatie van de transistors, de bouwblokken van de microchip. Vandaag staat onze maatschappij aan het begin van een nieuwe revolutie. De digitale transformatie zal onze gezondheidszorg, energievoorziening, mobiliteit, industrie, en de manier waarop we met elkaar interageren en communiceren ingrijpend veranderen.

Door sensoren die overal ingebouwd zijn kunnen we heel veel nuttige zaken monitoren en meten. Maar om die massa aan data te verwerken en te interpreteren, en op basis daarvan oplossingen te ontwikkelen, zijn steeds krachtigere, snellere en energiezuinigere microchips nodig.

De miniaturisatie van de transistors, die intussen slechts enkele nanometers groot zijn, wordt daarbij een steeds grotere uitdaging, waar bedrijven en onderzoeksinstellingen van over de hele wereld sterk op inzetten.

De CFET-transistor die imec deze week voorstelde is in dat opzicht een belangrijke stap. Ze bouwt voort op bestaande transistorconcepten, maar integreert een aantal belangrijke wijzigingen in de architectuur.

Digitale microchips zijn allemaal gebaseerd op schakelaars met 2 types transistors, de p- en de n-transistors. Waar in de huidige chiptechnologieën de p- en n-transistors naast elkaar staan, heeft imec's CFET beide transitortypes gecombineerd door ze bovenop elkaar te stapelen. Het gevolg is een schakelaar die 50% minder plaats in beslag zal nemen, en dat terwijl het energieverbruik en de performantie even goed zijn als in bestaande FinFET-schakelaars.

Dit onderzoek gebeurt binnen imec's onderzoeksprogramma naar geavanceerde chiptechnologie, in samenwerking met internationale bedrijven waaronder leidende toestelleveranciers als TEL, Coventor en Lam Research, en programmapartners zoals GlobalFoundries, Huawei, Intel, Micron, Qualcomm, Samsung, SK Hynix, Sony Semiconductor Solutions, TOSHIBA Memory, TSMC en Western Digital.