HemNyheterHalvledareTSMC ökar chipdensiteten med Finflex-transistorer på 3 nanometer

TSMC ökar chipdensiteten med Finflex-transistorer på 3 nanometer

Genom att kombinera olika cellbibliotek på en kretsdesign gör TSMC det möjligt att kombinera det bästa av båda världar.

Det var länge sen en siffra i kombination med enheten nanometer betydde något vad gäller transistordensitet. Numera handlar det om att en mindre siffra är ”bättre”, där faktorer som densitet, energieffektivitet och prestanda (klockfrekvens) räknas in när det dags att sätta ett marknadsföringsnamn för den nya tillverkningstekniken.

Oavsett val av tillverkningsteknik finns valet att välja olika cellbibliotek som väger just densitet, energieffektivitet och prestanda mot varandra. Ett cellbibliotek har historiskt behövts användas för en krets eller ett helt stort block, något som sällan är uteslutande positivt. Exempelvis gynnas ett cellbibliotek med fokus på prestanda en beräkningstung krets, men är till ingen nytta för dess I/O-funktioner där prestanda är irrelevant och ett högdensitetsbilbiotek istället skulle passat bättre.

Med andra generationens 3 nanometer (N3E) introducerar TSMC något de kallar Finflex, där den som designar en krets kan använda flera cellbibliotek på samma chip. TSMC självt lyfter fram moderna kretsar som kombinerar prestandaoptimerade beräkningskärnor med energieffektiva diton, något som i många år gått att finna i systemkretsar för telefoner. Intel introducerade även såna designer för PC-marknaden med processorfamiljen ”Alder Lake” i Core 12000-seriens processorer.

Med TSMC N3 används transistortypen FinFET, där fler ”fenor” adderas på en transistor för bättre kontroll av drivströmmen. Fler fenor innebär också att varje transistor tar upp en större kretsyta. Finflex går således ut på möjligheten att kombinera FinFET-transistorer med fler eller färre fenor på samma krets, vilket gör det möjligt att mer finkornigt kombinera egenskaperna hos olika cellbibliotek.

För att illustrera bistår TSMC med ett diagram som visar fördelarna med tre olika bibliotek med andra generationens 3-nanometersteknik, N3E, jämfört med mellanbiblioteket N5. Det finns förvisso inte några värden för vare sig Y- eller X-axel, men om man ska lita på TSMC talar diagrammet sitt tydliga språk – skillnaderna mellan olika cellbibliotek är ur alla avseenden betydande.

Sammanfattningsvis möjliggör Finflex för kretsdesigners att göra chip som kombinerar det bästa av alla världar. I teorin blir det med Finflex möjligt att skapa en kretsar där själva beräkningsenheterna använder cellbibliotek optimerade för prestanda, samtidigt som de kan krympa kretsytan genom att använda densitetsoptimerade bibliotek där hög prestanda i praktiken är irrelevant.

Jacob Hugosson
Chefredaktör och medgrundare av Semi14. Datornörd som med åren utvecklat en fallenhet för halvledarbranschen. Har under 13 år skrivit för tidningar i print och online, hos vilka han verkat som alltifrån chefredaktör till community manager.
Relaterade artiklar

Läs också