【じーえーえーえふいーてぃー】

GAA FET(ゲートオールアラウンドFET) とは?

💡 電流の通り道を360度ぐるりと囲む次世代トランジスタ
📌 このページのポイント
トランジスタ構造の進化 Planar FET 基板 チャネル ゲート 上面のみ接触 制御: 1面 〜28nm世代 FinFET 基板 ゲート フィン 3面から囲む 制御: 3面 16nm〜5nm世代 GAA FET 基板 ゲート シート 全方向から囲む 制御: 全周囲(4面) 3nm〜世代 ゲートの包囲面が増えるほど電流制御が精密になる
トランジスタ構造の進化(Planar → FinFET → GAA FET)
ひよこ ひよこ

GAA FETって何がすごいの?前のFinFETと何が違うの?

ペンギン先生 ペンギン先生

トランジスタは電流のON/OFFを切り替えるスイッチなんだけど、そのスイッチの握り方が違うんだ。FinFETはヒレ(Fin)状のチャネルを3方向から掴む形だけど、GAA FETはチャネルを360度ぐるっと囲むから、もっとしっかり電流を制御できるんだよ

ひよこ ひよこ

しっかり制御できると何がいいの?

ペンギン先生 ペンギン先生

電流を止めたいときにしっかり止められるから、待機中の無駄な電力消費(リーク電流)が減るんだ。スマホのバッテリー持ちが良くなったり、データセンターの電気代が下がったりする効果があるよ

ひよこ ひよこ

ナノシートとナノワイヤーって何が違うの?

ペンギン先生 ペンギン先生

チャネルの形状の違いだよ。ナノワイヤーは細い円柱状で、ナノシートは薄い板状。ナノシートの方が電流を多く流せるから、今はナノシート型が主流になってるね。Samsungもナノシート型を採用してるよ

ひよこ ひよこ

FinFETからGAA FETに変えるのって簡単なの?

ペンギン先生 ペンギン先生

製造プロセスがガラッと変わるから大変だよ。チャネルを積層して形成する工程が増えるし、エッチングの精度も桁違いに求められる。だからこそ最先端の半導体ファブでしか作れないんだ

ひよこ ひよこ

GAA FETの次はもう決まってるの?

ペンギン先生 ペンギン先生

CFET(Complementary FET)という構造が研究されてるよ。これはn型とp型のトランジスタを縦に積み重ねるもので、面積をさらに半分にできる可能性がある。1nm以下の世界ではこういう3D積層が鍵になるんだよ

ペンギン
まとめ:ざっくりこれだけ覚えればOK!
「GAA FET」って出てきたら「FinFETの次に来るトランジスタ構造」と思えればだいたいOK!
📖 おまけ:英語の意味
「Gate-All-Around Field-Effect Transistor」 = 全周囲ゲート電界効果トランジスタ
💬 Gate(門)がAll Around(全周囲)を囲むという、そのまんまの名前だよ
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