Pokud si chcete omotat hlavu kolem klíčové součásti výpočetní technologie – od moderních chytrých telefonů po špičkové stolní počítače – musíte porozumět technologii FinFET.
Co je FinFET?
FinFET je technologická inovace, která výrobcům čipů, jako jsou Samsung, TSMC, Intel a GlobalFoundries, umožnila vyvíjet stále menší a výkonnější elektrické komponenty.
Je to tak důležitá součást moderního návrhu čipů, že se používá při marketingu procesních uzlů, na kterých jsou založeny. Jedním z příkladů je 7nanometrová (nm) procesní technologie FinFET v jádru procesorů AMD Ryzen třetí generace. V posledních letech Nvidia ve svých grafických kartách řady 10 postavených na architektuře Pascal používala 16nm technologii FinFET od TSMC a 14nm FinFET od Samsungu.
Technické rozdělení technologie FinFET
Na technické úrovni je FinFET nebo žebrový tranzistor s efektem pole zvláštním druhem polovodičového tranzistoru s oxidem kovu (MOSFET). Má strukturu dvojitého nebo trojitého hradla, která umožňuje mnohem rychlejší provoz a větší proudovou hustotu než tradiční konstrukce. To také vede k nižším požadavkům na napětí, takže design FinFET je mnohem energeticky účinnější.
Přestože první FinFET tranzistorový design byl vyvinut v 90. letech pod názvem Depleted Lean-channel Transistor neboli DELTA tranzistor, termín FinFET byl vytvořen až na počátku 21. století. Je to svého druhu zkratka, ale část názvu „ploutve“byla navržena, protože jak zdrojová, tak odvodňovací oblast MOSFETu tvoří žebra na křemíkovém povrchu, na kterém je postaven.
FinFET komerční využití
První komerční využití technologie FinFET bylo s 25nm nanometrovým tranzistorem vytvořeným společností TSMC v roce 2002. Byl známý jako design „Omega FinFET“, přičemž další iterace této myšlenky přišly v následujících letech, včetně varianty Intel Tri-Gate, která byla představena v roce 2011 se svou 22nm mikroarchitekturou Ivy Bridge.
AMD také tvrdilo, že na podobné technologii pracovalo na počátku 21. století, ačkoli se z toho ve skutečnosti nic nezhmotnilo. Když se AMD v roce 2009 zbavila svých podílů v GlobalFoundries, produktové a výrobní části podniku byly trvale odděleny.
Počínaje rokem 2014 začali všichni hlavní výrobci čipů – včetně GlobalFoundries – používat technologii FiNFET založenou na 16nm a 14nm technologii a nakonec zmenšili velikost uzlu na 7nm pomocí nejnovějších iterací.
V roce 2019 další technologický pokrok umožnil ještě větší zkrácení délky hradel FinFET, což vedlo k 7nm. Během několika příštích let se dokonce můžeme dočkat 5nm procesní technologie pro výkonnější a efektivnější CPU, grafické karty a System on Chip (SoC). Tyto velikosti uzlů jsou však ve většině případů přibližné a ne vždy přímo srovnatelné s TSMC a nejnovější 7nm technologií Samsung, která je údajně zhruba srovnatelná s 10nm procesem Intel.