Le vice-président de Samsung Electronics souligne les limites de la miniaturisation des processus et plaide pour des solutions innovantes allant au-delà des améliorations de 10 à 15 %.

L’introduction par Samsung de sa technologie Gate-All-Around (GAA) de 2 nm marque une avancée prometteuse dans la fabrication de semi-conducteurs. Si les avancées associées à ce procédé sont notables, Shin Jong-shin, vice-président de la fonderie chez Samsung, prévient que la simple réduction des nœuds technologiques engendre des rendements décroissants. Par conséquent, il préconise l’exploration d’approches alternatives, notamment grâce à une méthodologie appelée Optimisation de l’intégration de la conception et des processus (DTCO), visant à identifier des modifications améliorant l’efficacité de ces nœuds avancés.

Améliorations de la transition structurelle : du FinFET au GAA

Lors d’un récent séminaire, le huitième atelier d’échange industrie-université-recherche des semi-conducteurs à Séoul, Shin Jong-shin a expliqué l’évolution de l’industrie vers la DTCO. Samsung et son concurrent TSMC ont tous deux mis en place des équipes spécialisées pour améliorer simultanément les techniques de conception et de traitement.

Aujourd’hui, la miniaturisation des procédés ne peut à elle seule générer que des améliorations de 10 à 15 %.Face à l’amélioration des performances des procédés qui atteint ses limites, l’industrie s’intéresse au DTCO.À 7 nm, environ 10 % de l’amélioration globale des performances est due au DTCO. Nous prévoyons que cette part atteindra 50 % à 3 nm et en dessous. Samsung et TSMC disposent d’équipes dédiées au DTCO et s’efforcent d’améliorer simultanément la conception et les procédés.

Selon les informations partagées par The Elec, la technologie DTCO permet aux ingénieurs de reconsidérer les contraintes de processus existantes tout en adaptant les modifications de conception aux demandes de clients comme Tesla. La transition de Samsung des structures FinFET aux structures GAA a commencé avec sa technologie 3 nm ; cependant, les rendements initiaux étaient inférieurs à la moyenne. En revanche, les premiers résultats du nœud 2 nm montrent un potentiel encourageant.

En passant d’un nœud N à un nœud M, l’amélioration des performances est d’environ 15 %, et la réduction de surface est également d’environ 15 %.Contrairement au domaine de l’intelligence artificielle (IA) où les performances doublent tous les deux ou trois mois, dans le domaine du traitement des semi-conducteurs, même une différence de 1 à 2 % est très importante. Une différence de performance de 1 à 2 % peut devenir un critère de sélection de procédé.

Dans sa quête d’innovations, Samsung exploite également l’intelligence artificielle pour générer automatiquement de nouvelles configurations de cellules favorisant une empreinte plus réduite et une meilleure efficacité énergétique. Les conclusions de Samsung devraient élargir le champ d’application de la DTCO à la co-optimisation système-processus (SPCO) et à la co-optimisation système-conception-processus (SDTCO), améliorant ainsi encore le raffinement global des processus.

Des rapports indiquent que Samsung a finalisé avec succès la conception fondamentale de sa technologie GAA 2 nm de deuxième génération, et prévoit de déployer sa troisième itération, baptisée SF2P+, dans les deux prochaines années. Cette priorité stratégique accordée au développement du procédé GAA 2 nm pourrait expliquer la décision de l’entreprise de reporter le développement de son nœud 1, 4 nm, privilégiant les améliorations plutôt que la concurrence directe avec TSMC, leader du secteur.

Pour en savoir plus, consultez The Elec.

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