Intel y TSMC se adelantan a Samsung e IBM con sus transistores CFET, que sustituirán a los GAA en el futuro

Intel y TSMC revelan avances en los transistores CFET de próxima generación, que sustituirán a la tecnología GAA en el futuro

¿Qué son los transistores CFET y por qué son importantes?

Los transistores CFET (Complementary Field Effect Transistors) son una nueva arquitectura de transistores donde los dispositivos nMOS y pMOS se apilan verticalmente, uno encima del otro, lo que permite una mayor optimización y maximización del ancho efectivo que tenga el canal de conexión. Además, representan dos pasos adelante a los actuales GAA (Gate-All-Around), es decir, no es el sucesor directo de GAA, sino el siguiente paso.

Los transistores CFET tienen varias ventajas sobre los GAA tradicionales, como:

• Aumentar la densidad de transistores de los chips, al poder añadir dos transistores en el espacio de uno.

• Reducir el consumo eléctrico y mejorar la eficiencia energética.

• Equilibrar las variaciones de los canales NMOS y PMOS, y por lo tanto aumentar el potencial de rendimiento.

¿Qué avances han logrado Intel y TSMC en los transistores CFET?

Intel y TSMC han presentado sus progresos en el diseño y la fabricación de los transistores CFET en el marco del International Electron Devices Meeting (IEDM), que se celebrará del 9 al 13 de diciembre. Ambas compañías han enviado sus resúmenes preliminares al simposio, donde se pueden apreciar algunas diferencias en sus enfoques.

El enfoque de Intel: un transistor CFET 3D monolítico

El enfoque de Intel es simétrico y comprende 3 nanoribbons nMOS (también llamados nFET) sobre 3 nanoribbons pMOS (también llamados pFET), donde la separación vertical entre ellos es de solo 30 nm. Además, Intel ha incluido un suministro de energía PowerVia en el transistor, que permite eliminar las vías metálicas convencionales y reducir la resistencia parásita. El diseño de Intel tiene una puerta de paso de 60 nm.

El enfoque de TSMC: un transistor CFET asimétrico con nanosheets

El enfoque de TSMC es asimétrico y consiste en una nanosheet nMOS sobre una nanosheet pMOS, donde la separación vertical entre ellas es de 45 nm. TSMC ha optado por usar nanosheets en lugar de nanoribbons, lo que le permite ajustar el ancho del canal según las necesidades del circuito. El diseño de TSMC tiene una puerta de paso de 48 nm.

¿Cuándo se empezarán a implementar los transistores CFET en los chips?

Aunque los transistores CFET son una tecnología prometedora para el futuro de la industria de los semiconductores, todavía no hay una fecha concreta para su implementación en los chips comerciales. Se espera que los primeros chips con transistores CFET lleguen después de los 1.5 nm, que es el límite teórico para los GAA.

Intel y TSMC están trabajando para superar los desafíos técnicos y económicos que supone la fabricación de los transistores CFET, como la integración monolítica, el control del estrés mecánico, la optimización del proceso térmico, la reducción del coste y la mejora del rendimiento.

Mientras tanto, otras compañías como Samsung o IBM también están investigando sobre los transistores CFET, pero no han revelado sus avances al público. Se espera que Samsung presente sus resultados en el IEDM junto con Intel y TSMC.

Conclusión

Los transistores CFET son una innovación revolucionaria que permitirá seguir avanzando en la miniaturización y el rendimiento de los chips. Intel y TSMC han mostrado sus progresos en el diseño y la fabricación de estos transistores, que se diferencian en algunos aspectos. Aunque todavía no hay una fecha estimada para su llegada al mercado, se prevé que los transistores CFET sustituyan a la tecnología GAA en el futuro.