TSMCのテクノロジ〖ロ〖ドマップ∈2∷
TSMC柴墓のMark Liu會∈哭5∷が2奉のISSCC∈International Solid-State Circuits Conference∷で怪遍したTSMCテクノロジ〖ロ〖ドマップ∈徊雇獲瘟1∷の豺棱淡禍の魯きである∈徊雇獲瘟2∷。稿染は、肋紛とプロセスの呵努步や2肌傅亨瘟、チップレット、潑年ドメインア〖キテクチャなど踏丸のテ〖マとなる。
僧莢¨ Pete Singer、Semiconductor Digest試礁墓
哭5 TSMC柴墓のMark Liu會 澎疊絡(luò)池との捏啡で丸泣した箕の繼靠
DTCOが礁姥刨羹懼に棺弗
これまでの禱窖坤洛では、DTCO∈Design Technology Co-Optimization: 肋紛禱窖とプロセスの呵努步∷はスケ〖リングと馮びついて疥司のロジック泰刨やチップコストの猴負(fù)を悸附してきた。≈DTCOによって、コンタクトのついたゲ〖トピッチや呵井のメタルピッチのようなスケ〖リング架刨は、悸狠の禱窖のロジック泰刨を瓤鼻しなくなったことを回紐しよう。アクティブ撾拌の懼に妨喇するゲ〖トコンタクトや、FinFET票晃を尸違する帽辦橙歡ブレ〖ク∈アイソレ〖ション∷、フィン眶の負(fù)警、さまざまな極甘臘圭禱窖などの糠しい禱窖の潑墓につながった∈哭6∷∽とLiu會は揭べる。
哭6 DTCOの跟蔡は卻凡 焊はスケ〖リングとRTCOの孺秤、寶のグラフはこれからの3nmプロセスに羹け腳妥になるDTCOと驕丸のスケ〖リングの充圭 叫諾¨TSMC、Semiconductor Digest
さらに≈この馮蔡、票じ肋紛ル〖ルで1坤洛あたりのチップサイズを35~50%教井でき、ロジック泰刨は1.8擒に懼がった。アナログやIO嬸尸のようにあまりスケ〖リングできない撾拌を崔む眷圭でさえも、これだけ井さくできた。DTCOの棺弗は、經(jīng)丸のノ〖ドで喇墓し魯けられる∽と票會は袋略する。
你肌傅亨瘟に袋略
Liu會は海稿銅司な甫墊尸填を何り懼げている。まず2肌傅亨瘟のような你肌傅亨瘟である。これはFEOL∈トランジスタ瀾隴の漣プロセス∷でもBEOL∈驢霖芹俐などトランジスタ妨喇稿のプロセス∷でもたくさんの怠柴がありそうだという。
≈你肌傅亨瘟は染瞥攣にとって糠しいが、呵奪では腳妥なブレ〖クスル〖が欄まれている。毋えば、碰家は光墑劑の帽馮窘匣逞窘廢BNをウェ〖ハ憚滔で喇墓させた∽とLiu會は揭べ、その甫墊が2020鉗3奉の彩池伙Natureに非很された。肌傅の你いチャンネルや腸燙のこれらの亨瘟は、扦罷の答饒亨瘟に你補(bǔ)で妨喇できるため、アクティブなロジックやメモリの霖に3肌傅弄に妨喇する蘋を倡いた。
もう辦つ、你肌傅亨瘟としては1肌傅のカ〖ボンナノチュ〖ブがある。經(jīng)丸のトランジスタ鉻輸である。≈カ〖ボンナノチュ〖ブをチャンネルとして蝗うための啼瑪は、沒チャンネルトランジスタを妨喇するための泅いゲ〖ト煥步遂の妨喇である。これまでの萍芹俐やSiGe、ハフニウム煥步遂、いろいろなゲ〖ト排端亨瘟などの肌に丸る亨瘟としてもっと庭れた亨瘟がトランジスタ瀾隴で瞥掐されるようになろう。糠亨瘟の網(wǎng)脫はFEOLだけではない。碰家ではBEOLでCo∈コバルト∷やRu∈ルテニウム∷を蝗ってよい馮蔡を評ている∽とLiu會は胳った。
チップレットでシステムを呵努步
黎渴のパッケ〖ジングや礁姥步のイノベ〖ションに簇してもLiu會は卡れた。染瞥攣度腸はすでに、改」のチップの肋紛ˇ瀾隴することを畝えて、システムに礁姥することを幌めている。≈こういったチップはチップレットと鈣ばれ、ホットトピックスになっている。黎渴の染瞥攣措度はすでにチップレットを礁姥している。毋えばTSMCではCoWoSというパッケ〖ジ禱窖を2011鉗に瞥掐し、90笆懼の瀾墑を翁緩している。これはメモリチップとロジックを礁姥した瀾墑で、拉墻を懼げるためにロジックにロジックを礁姥した瀾墑もある∽とLiu會は咐う。
票會は、≈シングルチップのSoC∈System on a Chip∷だけがもはや呵努なシステムを侯るとは嘎らない。眶改のチップを1パッケ〖ジに礁姥したシステムがますます腳妥になってきた∽と胳り、パッケ〖ジ禱窖の腳妥拉を回紐する。こういった瀾墑は潑檢な怠墻を悸附し、拉墻、エネルギ〖跟唯、礁姥刨、コスト、怠墻が呵努步されている。この緘恕は潑年ドメイン禱窖∈Domain specific technology∷としてコンセプトが閃かれている。≈潑年ドメイン禱窖を蝗えば、炳脫怠達(dá)に驕って禱窖を呵努步でき、パッケ〖ジに掐ったシステムとして努磊なコストで努磊な拉墻を捏丁する∽とLiu會は揭べている。票會は禍毋として、12改のアクティブなチップをアクティブな答饒チップに礁姥し你補(bǔ)でボンディングしている瀾墑を疽拆した。更さは鏈嬸で600 µm笆柒になるという。
IO眶を籠してバンド升を籠やす
チップ粗のIO∈掐叫蝸∷眶の籠裁は、呵絡(luò)バンド升を籠やし、啪流エネルギ〖を負(fù)らすカギとなる。≈海泣のコンピュ〖ティングシステムはバンド升稍顱の擴(kuò)腆を減けている。呵奪績されたデ〖タによると、呵絡(luò)バンド升は2鉗で1.6擒のペ〖スで籠えている。呵絡(luò)スル〖プットの籠裁唯は、ロジックで1.8擒である。より驢くのタスクセットを悸乖するためにシステムスル〖プットを擴(kuò)嘎しているのは湯らかにバンド升稍顱のためである。バンド升と、帽疤W碰たりのバンド升を籠やすために、呵も銅跟な緘檬はIO眶を籠やすことだ。宮笨にも芹俐泰刨を籠やしてIO眶を籠やす途孟は驢い∽とLiu會は揭べている。
エネルギ〖跟唯を懼げる
いろいろな禱窖の面で般いはあるものの、コンピュ〖ティング禱窖の辦つの鼎奶の草瑪はエネルギ〖跟唯であろう、とLiu會は咐う。コンピュ〖ティングのエネルギ〖跟唯∈W碰たりのスル〖プット∷は、CV2を負(fù)らすことによって猖簾される。ここでCはトランジスタと芹俐のスイッチング推翁でVは排富排暗である∈哭7∷。デバイス禱窖はCとVを呵も你くすることが滇められる。
哭7 ア〖キテクチャレベルからトランジスタレベルまでエンドツ〖エンドの呵努步が澀妥 叫諾¨Semiconductor Digest
芹俐推翁は、2肌傅のスケ〖リングと3肌傅の礁姥步によってさらに布げることができる。排富排暗は、トランジスタの瑯排腸とキャリア廷流を猖簾することで布げることができる。つまり、オフ箕のリ〖ク排萎を你く瘦ちながらオン排萎を懼げることに吭きる。
潑年ドメイン羹けア〖キテクチャ∈Domain Specific Architecture∷と息瓢して潑年ドメイン禱窖は、コンピュ〖タのエネルギ〖跟唯をさらに渴步させるための怠柴となる。エネルギ〖跟唯を猖簾すると鼎に、緩度腸も錢の久銳に艱り寥む澀妥が叫てくる。≈券錢のソリュ〖ションはこれからの光礁姥チップに羹けて倡券しなければならない∽とLiu會は胳っている。
湯るい踏丸へ
≈これまで15鉗笆懼、染瞥攣緩度はより光い拉墻と、より光いエネルギ〖跟唯のコンピュ〖ティング禱窖を捏丁してきた。これによって2鉗ごとにエネルギ〖跟唯を2擒に懼げてきた。このトレンドは、海や翁緩檬超になっている呵糠の5nm禱窖にもみられる。さらにTSMCは3nmノ〖ドの倡券が徒年奶りに渴んでおり、票屯な黎渴禱窖を捏丁する。システム拉墻とエネルギ〖跟唯は、驕丸の券鷗廬刨で渴み魯けるだろう。これには、さまざまなイノベ〖ションによって悸附されるだろう〃亨瘟やデバイス、礁姥步禱窖、攙烯肋紛、システムア〖キテクチャ肋紛などである∽とLiu會は揭べ、≈染瞥攣緩度ともっと弓いアカデミックな池腸が辦斤に緘を寥むと、このトレンドを經(jīng)丸に畔ってうまく艱り哈むような禱窖を倡券するようになろう∽と馮んだ。
徊雇獲瘟
1. M. Liu, Unleashing the Future of Innovation, ISSCC 2021.
2. TSMCのテクノロジ〖ロ〖ドマップ∈1∷ (2021/05/14)
