図1　Samsungが3nmノードの量��を始めたと発表　出�Z：Samsung Electronics

TSMCは���櫃燃���されたTSMC Technology SymposiumでN3とN2の先端�\術を発表したが、���櫃砲聾楜劼��Hいため世�cに先�~けて発表する�\術が�Hかった。「コンピューテイング性�Δ氾杜�効率の向�屬�かつてないほど���]に進�tしている」TSMCのCEOであるC.C. Wei��は 述べており、微細プロセスノードの開発に勢いが�\している。

3nmノード�\術ではFin FETトランジスタのFinの数を変えることで、トランジスタ性�Δ鯤僂┐蕕譴襪茲Δ棒濕�した。これをFin FLEX�\術と�}んでいる。例えば、3本のFinと2本のFinを交互に配��した3-2Fin構成は性�νダ茲離肇薀鵐献好拭�2本のFinと1本のFinを交互に並べた2-1Fin構成は消�J電��の削��(f┫)を最優先したトランジスタ、そして2-2Fin構成のトランジスタはその中間の性�Α�消�J電��を�eつトランジスタ、という3�|類のFinFETを揃えた。Finの数は、プレーナのMOSFETで表現するW/L（ゲート幅／ゲート長）のWに相当する。つまり電流�~動�ξ�を高めたい、すなわちWを�j(lu┛)きくしたい場合はFinの数が�Hいということになる。

これらFinの数を顧客の要求に応じて変えられるためFin FLEX�\術と�}んでいる。基本的なFin FET構�]を変えずにFinの数だけを変えられるようにしているため、トランジスタ��性を柔軟に変えることができる。極めて柔軟なシステマティックなトランジスタ構成といえる。

このFin FLEX�\術によって、5nmノードであるN5プロセスと比べ、ロジック密度は60%、性�Α��]度）は18%、消�J電��は34%低��(f┫)するという。また�D��としたトランジスタ設���\術によって、23%の�C積削��(f┫)ができるとしている。N3�\術は2022�Q後半から量��に入る予定だ。

さらに進んだ2nmプロセスノードの�\術N2ではFinFETではなく、ナノシート構�]のトランジスタ（実��的にGAA構�]）を使う。N3プロセスと比べ、性�Δ�10~15%向�屬掘⊂嫡J電��は25~30%削��(f┫)される見込み。N2プロセスは2025�Qに�攵�を始める予定である。

TSMCはチップレットのような3D-ICにも言及しており、SoICチップスタッキング�\術として2�|類を紹介した。�kつは、ウェーハ�屬離船奪彈��◆�CoW: Chip on Wafer）を使ったSoICベースのCPU�\術で、レベル3キャッシュメモリとしSRAMをスタックする。もう�kつはウェーハ�屬吠未離ΕА璽呂鯆_ねる実�◆�WoW: Wafer on Wafer）を使った深いトレンチキャパシタチップ�屬縫ぅ鵐謄螢献Д鵐箸淵廛蹈札奪気鯏觝椶垢覿\術である。

Samsung、3nmでGAA採��

�k��(sh┫)Samsungの3nmプロセスは量��に入ったと発表しており、GAA構�]を使っているが、��来のGAA構�]でみられるようなナノワイヤーではなく、2次元的に広げたナノシート構�]のGAAとなっており、プレーナMOSFETのWを�Pばすために複数のナノシートを、絶縁膜を挟んで�_ねている。その構�]を、同社はMBCFET（Multi-Bridge-Channel FET）と�}んでいる。

MBCFETを使った3nmプロセスノードは、5nmプロセスと比べ、消�J電��は最�j(lu┛)45%削��(f┫)し、性�Δ�23%向�屐��C積は16%低��(f┫)できるという。今�vの3nmプロセスを進化させる��2世代の3nmノードでは消�J電��は50%削��(f┫)し、性�Δ�30%向�屐��C積は35%��(f┫)少するという。

Samsungは、2021�Q��3四半期から始めた、設��インフラの仕組みSAFE（Samsung Advanced Foundry Ecosystem）と�}ぶパートナープログラムを開始、Ansys、Cadense、Siemens、Synopsysらのパートナーの設��・検証ツールを使えるようにしている。

Samsungが提供する3nmプロセスノードの量��では、どのメーカーとファウンドリ契約したのか、さまざまなうわさが飛んでいる。そのような折、IBMが次世代Power 10プロセッサを開発、それを搭載したミッドレンジサーバーを発表（参考�@料3）、�i世代のPower 10プロセッサのシステムと比べ、コア数とメモリバンド幅は2倍になったと述べている。さらに、�QPower10プロセッサコアにはAIモデルの性�Δ魏���するための行�`演�Qアクセラレータが4個集積されている。IBMの��1世代のPower10プロセッサはSamsungの7nmプロセスで���]されていたが、この��2世代のPower10プロセッサは3nmで���]されたのかどうか、��らかではないが、少なくともファウンドリはSamsungである可��性は否定できない。Samsungの���]パートナーの内の1社だからである。

参考�@料
1. "TSMC FINFLEX™, N2 Process Innovations Debut at 2022 North American Technology Symposium", TSMC (2022/06/17)
2. "Samsung Begins Chip Production Using 3nm Process Technology with GAA Architecture", Samsung (2022/06/30)
3. "Announcing IBM Power10 Scale-Out and Midrange Servers", IBM (2022/07/12)