Het semiconductorsector is al jaren gewend aan grote aankondigingen over miniaturisatie, maar de sprong die nu door de Zuid-Koreaanse industrie wordt aangekondigd, wijst op een grens die tot voor kort meer op laboratoriumniveau leek dan op een duidelijke roadmap. Het Koreaanse Instituut voor Halfgeleideringenieurs (The Institute of Semiconductor Engineers) heeft zijn “Semiconductor Technology Roadmap 2026” gepubliceerd, een document dat de technologische evolutie van de komende 15 jaar schetst en de horizon van 2040 plaatst als het begin van een nieuwe fase: de komst van logische schakelingen “0,2 nm” en de introductie van structuren zoals CFET en monolithisch 3D.
De voorspellingen, gedeeld door ETNews, spreken van een drastische verkleining van de afmetingen van chips – tot een tiende van de huidige niveaus – en van een overgang van de schaal van nanometers naar die van het ångström (A), een eenheid die wordt gebruikt wanneer men al werkt in afgeronde tienden van nanometer.
Van de huidige 2 nm tot de grote sprong in 2040
Het roadmap komt op een moment dat de industrie begint te consolidatie in de transitie naar meer geavanceerde transistorarchitecturen. Samsung heeft bijvoorbeeld zijn Exynos 2600 gepresenteerd, gebaseerd op een GAA (Gate-All-Around) proces van 2 nm, een mijlpaal die de norm voor 2025 markeert. Vanaf dat punt schetst het Koreaanse roadmap een pad van voortdurende verbeteringen dat, richting 2040, zal leiden tot logische knooppunten “van 0,2 nm”, ondersteund door twee kernconcepten:
- CFET (Complementary Field-Effect Transistor): een evolutie van de transistor die door het stapelen en combineren van complementaire dispositieven de densiteit en prestaties verder wil verhogen.
- Monolithische 3D-structurering: een benadering die verder gaat dan traditionele stapeltechnieken (geavanceerde packaging) en functionele lagen veel nauwer geïntegreerd wil bouwen.
In de praktijk is de kernboodschap duidelijk: als de lineaire miniaturisering “plat” haar limieten begint te bereiken, moet de industrie meer verticaal gaan denken en nieuwe architecturen ontwikkelen om verdere vooruitgang mogelijk te maken.
De kleine lettertjes van “0,2 nm”: meer dan een cijfer, een symbool
De term “0,2 nm” klinkt krachtig, maar is ook delicaat. In de echte wereld betekent de naam van een node niet altijd een fysieke maat zoals de poortlengte, en vaak representeert het meerdere verbeteringen: dichtheid, efficiëntie, prestaties, nieuwe materialen en ontwerprichtlijnen. Daarom verwijst “0,2 nm” in een roadmap meestal naar een technologische klasse of een mijlpaal van schaalbaarheid, eerder dan een precieze fysieke meting van alle onderdelen binnen een transistor.
Desalniettemin fungeert het document als een verklaring van intenties: Zuid-Korea wil expliciet maken dat haar industrie streeft naar leiderschap in de volgende fase, zelfs wanneer de schaalverkleining steeds complexere problemen met zich meebrengt zoals variabiliteit, lekken, thermisch management, limieten van interconnects en productie op de rand van de fysieke grenzen. fysica.
Negen kerntechnologieën: van proces tot kunstmatige intelligentie en kwantumberekeningen
Het roadmap beperkt zich niet tot simpelweg “kleinere nodes”. Volgens ETNews is het doel om de technologische en industriële concurrentiekracht op lange termijn te versterken, universitair onderzoek te stimuleren en strategische talentontwikkeling te sturen. En daarvoor zijn negen essentiële technologieën geformuleerd:
- Semiconductor devices en processen
- Semiconductoren voor Kunstmatige Intelligentie (AI)
- Optische interconnectie
- Semiconductorsensoren voor draadloze connectiviteit
- Gekabelde connectiemiddelen
- Processing-In-Memory (PIM)
- Packaging
- Kwantumberekening
- En het geheel van technologische lijnen dat in het document wordt samengebracht onder de noemer “eindgebruiktechnologieën”
Hieruit blijkt een mentaliteitsverandering: de toekomst ligt niet alleen in steeds kleinere transistors, maar in het hele systeem. Snelheid wordt niet alleen meer bepaald door transistorgrootte, maar ook door verbeterde interconnects, snellere geheugenstructuren, geavanceerde packaging en architecturen die zijn toegespitst op specifieke toepassingen, vooral in AI.
Geheugen: fijnere DRAM, HBM met meerdere lagen en een sprong in bandbreedte
Wat het roadmap voor de markt bijzonder maakt, is de voorspelling voor geheugen, dat de grote bottleneck is in het tijdperk van AI. De plannen omvatten onder andere:
- DRAM: verkleining van 11 nm naar 6 nm.
- HBM (High-Bandwidth Memory): opschaling van 12 lagen en 2 TB/s bandbreedte tot meer dan 30 lagen en 128 TB/s bandbreedte.
Dit is een ambitieuze prognose, maar in lijn met de sector: AI-versnellers en high-performance systemen worden steeds meer gedreven door de snelheid waarmee data kan worden verplaatst, niet alleen door rekenkracht. De ontwikkeling van HBM met meer lagen en grotere bandbreedte is daarom een strategisch onderdeel van de concurrentiestrijd.
NAND: van 321 lagen naar 2000 lagen
Het roadmap benoemt ook een doel dat bijzonder ambitieus is: de NAND-flash zal van de huidige 321 lagen uitbreiden naar een geprojecteerde maximum van 2000 lagen.
Deze boodschap onderstreept twee punten: de blijvende inzet op verticale stapeltechnologie als groeimogelijkheid, en het onvermijdelijke toenemende complexiteit op het gebied van fabricage, prestaties en kosten. Opslag blijft daarmee een kerncomponent voor datacenters en mobiele apparaten.
AI-chips: van nu tot “TOPS” van een andere wereld
Voor AI-halfgeleiders schetst ETNews een ander opvallend vooruitzicht: over 15 jaar wordt een enorme sprong verwacht in operationele efficiëntie gemeten in TOPS (trillions of operaties per seconde). Waar de huidige chips ongeveer 10 TOPS per watt halen, verwachten ze dat binnen die tijdspanne AI-chips1000 TOPS voor training en 100 TOPS voor inferentie kunnen bereiken.
Dit duidt erop dat de industrie geen duurzame groei zonder radicale verbeteringen in efficiëntie en architectuur ziet. Zuid-Korea wil duidelijk in die overgang voorop blijven lopen.
Een roadmap die ook politiek-economisch is
Dit soort documenten zijn niet slechts prognoses: ze functioneren als coördinatie-instrument tussen industrie, universiteiten en overheden. ETNews benadrukt dat het instituut het roadmap regelmatig zal bijwerken en uitbreiden, afhankelijk van technologische vereisten.
In een wereld van wereldwijde concurrentie – met invloedrijke spelers zoals de VS, China, Taiwan en Europa – fungeert zo’n roadmap als een boodschap naar binnen (prioriteit voor investeringen en talentontwikkeling) en naar buiten (lage- en hoogtechnologische leiderschap). Het onderstreept dat de toekomst van chips niet uitsluitend afhangt van een enkele meting, maar van een complexe combinatie van nieuwe transistorstrstrncmpließendanden, 3D-integratie, geavanceerde geheugen- en interconnecttechnologieën en slimme packaging.
Veelgestelde vragen
Wat betekent het dat de sector de “era van de ångström” ingaat in halfgeleiders?
Dit betekent werken op schaal van tienden van nanometers en het aanpakken van fysische grenzen die steeds nadeliger worden. Praktisch verwijst het naar een nieuwe fase van miniaturisatie en architecturaal ontwerp.
Is een chip van “0,2 nm” letterlijk of symbolisch?
Meestal verwijst het naar een “klasse” node en een set technologische verbeteringen. De naam van een node komt niet altijd overeen met een exacte fysieke afmeting in het transistortraject.
Wat is CFET en waarom wordt het als cruciaal voor 2040 beschouwd?
CFET is een architectuur waarbij complementaire veld-effect transistors worden gestapeld en geïntegreerd, wat de densiteit en efficiëntie verder moet verhogen wanneer schaalbare lineaire miniaturisatie niet langer volstaat.
Waarom zijn HBM en bandbreedte belangrijk in het AI-tijdperk?
Omdat veel AI-systemen beperkt worden door datatransfer. Meer lagen en hogere bandbreedte in HBM maken het mogelijk om sneller grote hoeveelheden data te verplaatsen, wat essentieel is voor snelle AI-berekeningen.
vía: ETNews