|
半导体大厂英特尔(Intel) 宣布，晶圆代工(Intel Foundry) 业务2024 年IEEE 国际电子元件会议(IEDM) 公布新突破，有助推动半导体产业迈向下个十年及更长远的未来。 英特尔展示有助晶圆代工改善芯片互连新材料，以减材钌（subtractive Ruthenium）提升电晶体容量达25%。英特尔晶圆代工以先进封装异质整合解决方案，首次让进出量提高百倍，达成超快速晶片对晶片组装。为了推动环绕式闸极（GAA）微缩，英特尔晶圆代工也展示硅RibbonFET CMOS 和微缩2D FET 的闸极氧化物模组成果，提高元件效能。 英特尔晶圆代工资深副总裁暨元件研究部总经理Sanjay Natarajan 表示，英特尔晶圆代工持续定义和擘划半导体产业的发展蓝图，此突破彰显英特尔致力开发领先技术的承诺。美国《芯片与科学法案》支持，英特尔持续协助提升全球供应链的平衡。 半导体产业目标2030 年单晶片容纳1 兆个电晶体，电晶体和互连微缩突破，搭配先进封装，对讲求能源效率、高效能和更具成本效益的AI 应用至关重要。另外，半导体产业需要新的材料，以提升英特尔晶圆代工的PowerVia 晶片背部供电解决方案，缓解互连密度和持续微缩的压力，这是延续摩尔定律并推动半导体进入AI 时代的关键。 英特尔晶圆代工已确立多种途径，解决铜电晶体在节点互连微缩的限制，提升现有技术，并继续定义和规划环绕式闸极微缩及电晶体发展蓝图。 首先，减材钌（Ru）是为了提高芯片内的效能和互连，是新关键替代金属化材料，使用薄膜电阻和气隙，团队率先研发测试工具展示实用、具成本效益，且适用大量生产的减材钌整合制程，具气隙特性，不需孔洞周围保留曝光气隙排除区，也不需要选择性蚀刻的自对准孔洞。采用具备气隙特性的减法钌，可在间距≤25 奈米（nm）时，降低线间电容幅度高达25%，突显金属化方案的减材钌在紧密间距替代铜镶嵌的优势。解决方案将现身英特尔晶圆代工。 其次，选择性层迁移（Selective Layer Transfer，SLT）。为了先进封装实现超高速晶片对晶片组装，进出量提高百倍，英特尔晶圆代工首次展示了选择性层迁移技术（SLT），异质整合解决方案让超薄小芯片具有更高的弹性，相较传统芯片对晶圆键合，晶粒尺寸可以更小、深宽比更高，进一步实现更高的功能密度，并为特定小芯片从一个晶圆到另一个晶圆的混合或熔接键合（ Fusion bonding）提供更灵活且更具成本效益的解决方案，提高AI 应用架构的效率和弹性。 第三，硅RibbonFET CMOS。为了将环绕式闸极RibbonFET 硅微缩推向极限，英特尔晶圆代工展示了闸极长度为6 奈米硅RibbonFET CMOS（互补金属氧化物半导体）电晶体，即便大幅微缩闸极长度和通道厚度，仍有业界领先的短通道效应和效能。缩短闸极长度为摩尔定律的关键基石之一，这项技术进展为闸极长度微缩展开新页。 最后，微缩GAA 2D FET 的闸极氧化物。为了进一步加速超越CFET 的环绕式闸极创新，英特尔晶圆代工展示GAA 2D NMOS 和PMOS 电晶体制造的成果，闸极长度缩小至30 奈米，并特别专注于闸极氧化物（Gox）模组的开发。这项研究呈现了业界对二维（2D）过渡金属二硫族化物（TMD）半导体研究，未来可能在先进电晶体制程取代硅。 英特尔晶圆代工还强调，将继续推进业界首个300 公厘（mm）氮化镓（GaN）技术的研究，这是一种用于功率供电和射频（RF）电子产品的新兴技术，与硅相比，可以提供更高的效能并承受更高的电压和温度。这是业界首款在300 mm GaN-on-TRSOI（trap-rich silicon-on-insulator）基板上制造的高效能微缩增强型氮化镓金属氧化物半导体高电子迁移率电晶体（GaN MOSHEMT）。 GaN-on-TRSOI 先进设计的基板可以透过减少讯号损耗，实现更好的讯号线性度，并透过背面基板处理实现先进整合方案，在射频和功率电子产品应用中达成更高的效能。 至于，针对英特尔晶圆代工也在IEDM 会议阐述对先进封装和电晶体微缩的未来愿景，以满足AI 等各种应用需求，并确立了三个技术创新的关键推动力，以帮助将来AI 更节能，包括先进记忆体整合以消除容量、频宽和延迟瓶颈，用于互连频宽最佳化的混合键合，以及有相应连接解决方案的模组化系统扩充。 英特尔晶圆代工也呼吁业界采取行动，开发关键的革命性创新，以实现兆级电晶体时代的微缩需求。英特尔晶圆代工开发的电晶体能够在超低电压运行（低于300 毫伏特），有助解决日益严重的散热挑战，并大幅改善能耗和散热。 |
