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Platz- und stromsparend: IBM und Samsung entwickeln den VTFET

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ibmZur International Electron Devices Meeting (IEDM) stellen IBM und Samsung ein Ergebnis der gemeinsamen Forschung vor. Dabei handelt es sich um eine neue Form der Transistoren – keine GAA-Transistoren wie sie aktuell fast jeder Halbleiterhersteller entwickelt, unter anderem auch IBM und Samsung, sondern die klassischen FinFETs werden anders angeordnet.

Der FinFET ist so gebaut, dass dieser flach auf der Oberfläche eines Halbleiters liegt und der elektrische Strom seitlich oder von Seite zu Seite durch den Transistor fließt. Der Vertical Transport Field Effect Transistor (VTFET) ist ein Bauteil, welches senkrecht zur Oberfläche des Chips mit einem vertikalen, das heißt auf- und absteigenden Stromfluss, aufgebaut ist. 

IBM und Samsung entwicklen den VTFET
IBM und Samsung entwicklen den VTFET
IBM und Samsung entwicklen den VTFET
IBM und Samsung entwicklen den VTFET

Das VTFET-Verfahren soll dadurch vor allem platzsparender sein. Es beeinflusst außerdem die Kontaktpunkte für die Transistoren, was einen größeren Stromfluss bei geringerer Leistungsaufnahme ermöglicht. IBM und Samsung sehen das Potential von einer um bis zu 85 % geringeren Leistungsaufnahme der VTFTEs – ohne dabei jedoch genau die Vergleichsgröße (Fertigungsgröße) zum FinFET und des VTFET zu nennen.

Für IBM sollen die VTFETs eine Alternative zu den Nanosheet-FETs, bzw. der GAA-Transistoren sein, bzw. könnten die Schwelle bis zum Umstieg noch etwas weiter hinauszögern. Bei genauem Hinsehen und Verständnis des Aufbaus wird zudem deutlich, dass es sich beim VTFET um einen Nanosheet-Transistor handelt, da um das Gate eine Nanosheet gewickelt ist. Welche genauen Anwendungsbereiche IBM mit den VTFETs verfolgt, ist aber noch völlig unklar.

Anfang des Jahres kündigte IBM die erfolgreiche Fertigung erster Testchips mit 2-nm-Transistoren an. Ab 5 nm will IBM bereits die Nanosheets verwendet, während beispielsweise Intel noch bis einschließlich Intel 3 auf FinFETs setzen wird.

Zuletzt geben beide Unternehmen bekannt, dass Samsung die Fertigung der Chips für IBM in 5 nm übernehmen werde. Die aktuellen Power10- und der neue Telum-Prozessor werden in 7 nm bei Samsung gefertigt. Die Telum-Prozessoren basieren noch auf der Power10-Architektur, in 5 nm gefertigt werden demnach die Nachfolger, die IBM bisher noch nicht angekündigt hat.

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