【フィンフェット】

FinFET とは?

💡 平面から立体へ、トランジスタ界の建築革命
📌 このページのポイント
プレーナFET vs FinFET vs GAA プレーナFET シリコン基板 チャネル ゲート 1面制御 S D リーク電流: 大 ~45nm世代まで FinFET 基板 フィン 3面制御 リーク電流: 小 22nm〜5nm世代 GAA (次世代) 基板 4面制御 ナノ シート リーク電流: 極小 3nm世代〜
トランジスタ構造の進化: プレーナ → FinFET → GAA
ひよこ ひよこ

FinFETのフィンって何のこと?

ペンギン先生 ペンギン先生

魚のヒレ(フィン)のことだよ。従来のトランジスタはシリコン基板の表面に平らな電流の通り道を作っていたけど、FinFETではそれを薄い板状に立ち上げたんだ。断面が魚のヒレに見えるからこの名前がついたんだよ

ひよこ ひよこ

なんでわざわざ立体にしたの?

ペンギン先生 ペンギン先生

トランジスタが小さくなると、スイッチをオフにしても電流が漏れる「リーク電流」が問題になるんだ。平面だとゲート(スイッチ)がチャネルの上側からしか制御できないけど、立体にすると3方向から挟み込めるので、電流をしっかり制御できるんだよ

ひよこ ひよこ

3方向から挟むってどういうこと?

ペンギン先生 ペンギン先生

フィンの左側面・右側面・上面の3面からゲートが覆うイメージだね。コの字型にゲートが巻き付いている感じ。こうすることでオフ時のリーク電流が劇的に減って、同じ性能なら消費電力が半分以下になることもあるんだ

ひよこ ひよこ

いつ頃から使われてるの?

ペンギン先生 ペンギン先生

Intelが2012年に22nmプロセスの「Ivy Bridge」で世界初の量産に成功したんだ。その後TSMCやSamsungも16nm/14nmで採用して、今ではスマホもPCもサーバーもFinFETなしでは成り立たない。ただ、3nm以下ではFinFETも限界が来ていて、GAA構造に移行しつつあるんだよ

ひよこ ひよこ

GAAってFinFETの進化版なの?

ペンギン先生 ペンギン先生

そうだね。GAAはGate-All-Aroundの略で、フィンをさらにナノシート状に薄くして、4面すべてからゲートで囲む構造なんだ。Samsungが3nmで初採用し、TSMCも2nmでGAAに移行する。FinFETが建築革命なら、GAAはその完成形と言えるかもしれないね

ペンギン
まとめ:ざっくりこれだけ覚えればOK!
「FinFET」って出てきたら「トランジスタを立体的に作って省電力・高性能にした技術」と思えればだいたいOK!
📖 おまけ:英語の意味
「Fin Field-Effect Transistor」 = フィン型電界効果トランジスタ
💬 Finは魚のヒレのこと。チャネルの形がヒレのように薄く立ち上がっているからこの名前がついたんだよ
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