CFETとは n型とp型を上下に積む、imecはA7の世代での導入を見込む
CFETは、n型とp型のトランジスタを上下に重ね、回路の部品の面積を小さくする形です。imecは、ナノシートとフォークシートの次に、A7の世代でCFETを導入すると見ています。
- CFETは、n型(nMOS)とp型(pMOS)のトランジスタを縦に積むトランジスタの形です。
- 横に並べていたn型とp型の間の距離が要らなくなり、回路の部品の高さを詰められます。
- imecは、量産に使えるのはA7の世代からと見ています。
- A3の世代まで縮めるには、電流を最大20%増やす改良の組み合わせが要ると試算しています。
CFETは「Complementary FET」の略です。今の論理回路は、n型とp型の2種類のトランジスタを組み合わせたCMOSという方式で作ります。これまでは2種類を横に並べてきました。CFETは、片方の上にもう片方を重ねます。
横に並べず、上下に重ねる
回路の部品(スタンダードセル)を小さくするとき、n型とp型の間にとる距離が壁になってきました。imecの2026年2月の解説によると、CFETではn型とp型を縦に積むため、この距離をセルの高さの計算から外せます。
作り方には2通りあります。1つは、下の段と上の段を1つの流れの工程で一度に作る「モノリシックCFET」です。imecは、今の工程からの変化が最も小さく、実用の寸法で導入する一番の近道だと説明しています。上下で共通のゲートを、一続きの工程で形づくります。
ただし、難しさも増します。imecは2025年6月の解説で、n型とp型を縦に積む構造のため、作り込みの複雑さがナノシートより大幅に高くなるとしています。
導入はA7の世代から
imecの見通しでは、GAAのナノシートが2nmとA14で使われ、A10では改良型のフォークシートに移ります。CFETの量産はA7からとしています。A14という世代の呼び名はTSMCも使っており、同社はA14を2028年に生産に入れる計画です。
| 世代 | 必要な改良 |
|---|---|
| A7 | ゲートの寄生容量を減らす。性能は2nmのナノシートと同程度 |
| A5 | 外壁型のフォークシートの構造と、オメガ型のゲート |
| A3 | 上記に加え、配線の最下層の電源線、向きの違うシリコンの組み合わせ。駆動電流は最大20%増 |
imecはA7の配置として、積み重ねた素子を2列にし、間に縦の信号の通り道を共有する「ダブルロウCFET」を2024年の国際学会IEDMで示しました。作りやすさと面積の効率の釣り合いが最もよい形だとしています。性能の確かめには、15段のリング発振器の回路を使いました。
関連する用語
- CMOS:n型とp型のトランジスタを組み合わせた論理回路の方式。
- ナノシート:薄い板を重ねたGAAのチャネル。CFETの前の世代の形です。
- 裏面電源供給:ウエハーの裏から電源を通す配線。imecはCFETの下の段のつなぎにも裏面の接続を試しています。
- Advancing the development of monolithic CFETs for adoption in the logic technology roadmap(imec、2026年2月26日)
- The near-term logic technology roadmap: three generations of GAA nanosheet technology(imec、2025年6月11日)
- TSMC Unveils Next-Generation A14 Process at North America Technology Symposium(TSMC、2025年4月24日)
この記事は公開資料をもとに作成しています。売買をすすめるものではありません。誤りを見つけたら訂正します(編集方針)。
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