[サムスン電子、GAA技術適用した3ナノファウンドリ世界初の量産]
サムスン電子が世界ファウンドリ(半導体委託生産)市場に「3ナノ(nm、ナノメートル)」という新しい道しるべを提示する。次世代ファウンドリ占有率1位の台湾TSMCを追いつく一方、ファウンドリ市場の版を完全に変えるという評価が出ている。
サムスン電子は世界で初めてGAA(Gate-All-Around)技術を適用した3ナノファウンドリ工程基盤の初度の量産を開始したと30日、明らかにした。
サムスン電子によると、3ナノ工程は半導体製造工程の中で最も進んだ技術であり、次世代トランジスタ構造であるGAAの新技術を適用した3ナノ工程ファウンドリサービスは、全世界のファウンドリ会社のうち、サムスン電子が唯一だ。
GAAは既存のFinFETよりチップ面積を縮小して消費電力も減らした技術で、サムスン電子はGAA基盤の3ナノ半導体を今年上半期内に量産すると公言し、結局、これを守った。それぞれ、今年下半期、来年下半期を量産の目標時期に掲げたTSMCとインテルを圧倒的に抜いたわけだ。
サムスン電子は3ナノ工程の高性能コンピューティング(HPC、High-Performance Computing)用システム半導体を初度生産したのに続き、モバイルSoCなどに拡大していく予定だ。
サムスン電子は今回に半導体を構成するトランジスタで電流が流れるチャンネル(Channel)4面をゲート(Gate)が囲む形の次世代GAA技術を世界で初めて適用した。
チャンネルの3面を囲む従来のFinFET構造と比較し、GAA技術はゲートの面積が広くなり、工程微細化によるトランジスタ性能低下を克服することができる。また、データ処理速度と電力効率を高める次世代半導体核心技術として認められている。
また、サムスン電子はチャンネルを薄くて広い形のナノシート(Nanosheet)の形に具現した独自のMBCFET GAA構造も適用した。ナノシートの幅を調整しながら、チャンネルの大きさも様々に変更できる。また、従来のFinFET構造や一般的なナノワイヤー(Nanowire)GAA構造に比べ、電流をより綿密に調整できる。会社側はこの構造を適用すると、高性能・省電力半導体の設計に大きな長所があると強調した。
サムスン電子はナノシートGAA構造の適用とともに、3ナノ設計工程技術の共同最適化(DTCO、Design Technology Co-Optimization)を通じ、PPA(Power：消費電力、Performance：性能、Area：面積)を極大化したと強調した。
サムスン電子の3ナノGAA 1世代工程は、既存の5ナノFinFET工程と比較し、電力45%削減、性能23%向上、面積16%縮小され、続いてGAA 2世代工程は電力50%削減、性能30%向上、面積35%縮小される。
サムスン電子は今後、顧客のニーズに最適化されたPPA、極大化された電性費(単位電力当たり性能)を提供し、次代ファウンドリサービス市場を主導していく方針だ。
サムスン電子は3ナノ量産など工程が日増しに微細化され、半導体でより多くの機能と高い性能が盛り込まれながら、チップの設計と検証にも力を入れた。
サムスン電子はSynopsys、CadenceなどSAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem)パートナーとともに、3ナノ工程基盤の半導体設計インフラ・サービスを提供する。これを通じ、顧客が早い時間に製品の完成度を高めることができるよう、システムを強化していく方針だ。
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