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先進ロジック半導メーカー3社の最新微細化ロードマップを読み解く

iv、ベルギーimecが発表した2039Qに至る夢のようなロジックデバイスの微細化ロードマップを紹介した(参考@料1)。現実の世cで、先進ロジック半導メーカー3社(湾TSMC、f国Samsung Foundry、盜Intel Foundry)の微細化ロードマップはどうなっているだろうか。imecのロードマップと竿罎気擦覆ら見て行くことにしよう。

TSMCが、去る6月に横pで開されたTSMC Technology Symposium2024で開した最新のロジックデバイス\術ロードマップを図1にす。現在、N3(いわゆる3nm\術ノード(R1)を量桵で、2025QにN2の量を始めるとしており、その先のA16(いわゆる1.6nm\術ノード)は、2026Qに量凮始を`Yに△鮖呂瓩討い襪箸い。


TSMC Advanced Technology Roadmap / TSMC

図1 TSMCのロジックデバイス\術ロードマップ 出Z:TSMC, 2024Q6月


Samsungも、6月に盜颯リフォルニアΕ汽鵐離爾燃されたSamsung Foundry Forum (SFF) 2024で、最新のロードマップをo開し、TSMCに眼^して2025QにSF2 (SFはSamsung Foundry のS、SF2はいわゆる2nm\術ノード)の量を開始すると述べている。その先のSF1.4は 2027Qに量を画している(図2参照)。先日、Samsungは、日本のAI開発ベンチャーであるPreferred Networksに2nm AI半導向けターンキーソリューション(設、i工プロセス、実△垢戮董砲鯆鷆,垢襪犯表した(参考@料2)。なお、設は、Samsung出身vが設立した設pm企業が个栄蕕Δ箸い。周vれの日本の国策2nmファウンドリが立ち屬るiに、すでに先端半導ファウンドリ3社による2nm顧客の囲い込みが始まっている。


Samsung Advanced Technology Roadmap / Samsung

図2 Samsung Electronicsのファウンドリ業靆隋Samsung Foundry; SF)のロジックデバイスのロードマップ 出Z:Samsung Electronics、2024Q 6月


図3にIntelが、iv紹介したITF World 2024で発表した同社のファウンドリ業靆隋Intel Foundry)のロジックデバイスのロードマップをす(参考@料3)。来Qに向けて2nm/1.8nm(Intel 20A/18A)のデバイス]を△靴討い襪茲Δ世、我先に蘭ASMLからP入した高NA EUV(NA=0.55)の量橑は14Aからだという。Intelの業陲蓮3nm CPUの]を社内(Intel Foundry)ではなく、湾のTSMCに]委mしている。Intel Foundry の営業失はすでに1兆をえており、社内の業陲らpRできなければさらに\加向で、今後の成り行きがR`される。

以屬泙箸瓩襪函∪菴淵蹈献奪半導メーカーQ社の最新ロードマップでは、1.4nm以Tの画はまだらかになっていない。


Inspired Decades of Innovation / Intel

図3 Intelのファウンドリ業靆隋Intel Foundry)のロジックデバイスのロードマップ 出Z:Intel、2024Q5月


CFETのその先のデバイス構]や材料は不透

TSMCがITF World 2024で発表した@料によると、imecのロードマップ通りにデバイスアーキテクチャは、FinFET からナノシートを経てCFET構]に々圓靴討い見込みだが、その先は、Beyond Si (チャネル材料としてSi以外の材料を採)覦茲、現段階では2D TMD(2次元ゞ錺瀬ぅルコゲナイド、的にはWS2, MoS2, WSe2など)やCNT(カーボンナノチューブ)が検討されている(図4参照)。


Device Architecture Outlook / TSMC

図4 今後のデバイスアーキテクチャの見通し 出Z:TSMC, 2024Q5月


高性Ε灰鵐團紂璽謄ング(HPC)に向けてトランジスタアーキテクチャが変化してきているが、その命はだんだん]くなってきているとIntelは主張している(図5)。プレーナ構]がFinFETにわるのに30Q以屬かったが、RibonFET (これはIntel語でk般にはGAA (Gate-All-Around FET) にわるのに約15Qを要し、さらに10Q後にはStacked Ribbon FET (これもIntel語で、imecではCFETと}ばれる) にわるまでは確実だろう。その先については、不透で先読みはできないとしている。現在、2DチャネルFET、Magnetro Electric Spin Orbit (磁電気スピン動デバイス)、Fe(嗟凝ゲート絶縁膜)FETなどが提案されているとIntelは説している。今後、裏C電源供給のためのパワービア\術や3次元パッケージング\術)がムーアの法Г鬚気蕕棒茲某覆瓩襪里北鯲つとIntelは喞瓦靴討い襦

The Next Decade Transistor Lifecycle is Shortening / Intel

図5:今後のデバイスアーキテクチャの見通し:Stacked Ribbon FETまではO筋が見えているが、その先は不透としている 出Z:Intel


先進ロジック半導メーカー3社は、FinFETからナノシートを経てCFETに至るO筋はWけているが、その先のBeyond Siの世cがどうなるか不透である。未来について確実に言えることは「未来は不確実」で混とんとしているということだ。先進3社とも、imecの先進半導コアプログラムのメンバーであるから、imecと協業して未来を切り開くことになるだろう。

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1. ロジックデバイス微細化の指Yである\術ノードの表:
ロジックデバイスの微細化の指Yは、長Qにわたり1ミクロン、10ナノメートルのように最小設∨ 淵妊競ぅ鵐襦璽襦、最小加工∨、あるいはMOSFETのゲート長などの駘的な長さで表されてきた。しかし、ファウンドリが販売膿屬陵yで、微細化あるいはトランにスタ密度が少し進むごとにこれらの駘長によらずにって小さな長さを提するようになり、もはや駘長をT味しなくなってしまった。たとえば、3nmデバイスのどこにも3nmの長さに相当する所は見当たらない。最小線幅は10nmよりも広い。そこでファウンドリQ社は、微細化の度をすラベルに圓ない長さによる表をやめた。

TSMCは、微細化研|で先行するimec同様に、N7、A16(来表の10nmや16Åに相当)のような表を使するようになった。ただし、同社のプレスリリースでは、このような暗、里茲Δ壁戎は分かりにくいので、読vにわかりやすい来式の長さ表もしているし、メディアも同様である。なお、Samsung Electronics では、SF7、SF1.4 (SFはSamsung Foundry にy来)、Intelは、7nm以T、Intel7、Intel14Aのように表するようになったが、Q社ばらばらな表記でますますややこしくわかりにくい。

以屬泙箸瓩襪、以下のようになる。N2 (2nm=20Å) の次の}称として16という数Cをいるのに瓦靴Samsungが14をいるのは、以iの16/14nm世代のX況と同様である。

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表1 先進ファウンドリ3社の\術ノードの新たな}称


参考@料
1. K、「2039Qに向けたロジックデバイス微細化ロードマップ最新版を読み解く」、セミコンポータル、(2024/07/18)
2. K、「Samsung、2nm AI半導向けターンキーソリューションをAI開発企業PFNに提供」、マイナビニュースTECH+、(2024/07/12)
3. K:「ムーアの法Г鬚匹Δ笋辰沌Mさせていくのか? Intelが語った研|開発の妓性」、マイナビニュースTECH+、(2024/07/19)

国際\術ジャーナリスト K
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