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台积电1nm工艺最新消息:硅片触及物理极限

时间:2021-05-18 00:03:35 阅读:
当有一个新技术、新工艺出现时,先是不急着推向市场,而是让上一代技术充分利用价值,盈利后,再来择机上市。前段时间IBM公布了2nm工艺技术路线,让人倍感振奋。虽然摩尔定律速度放缓,但硅晶片微缩的前景依然广阔。
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当有一个新技术、新工艺出现时,先是不急着推向市场,而是让上一代技术充分利用价值,盈利后,再来择机上市。前段时间IBM公布了2nm工艺技术路线,让人倍感振奋。虽然摩尔定律速度放缓,但硅晶片微缩的前景依然广阔。不过,2nm之后就是1.5nm、1nm,硅片触及物理极限。日前,台大、台积电和麻省理工共同发布研究成果,首度提出利用半金属Bi作为二维材料的接触电极。

半导体主流制程主要采用硅作为主流材料。然而,随着摩尔定律不断延伸,芯片制程不断缩小,芯片单位面积能容纳的电晶体数目,也将逼近半导体主流材料硅的物理极限。

尽管科学界对二维材料寄予厚望,却苦于无法解决二维材料高电阻、低电流等问题,以至于取代硅成为新兴半导体材料始终是空中楼阁。可见,此次利用半金属铋(Bi)作为二维材料的接触电极可谓是迈向1nm甚至更先进制程的关键一步。

IBM刚刚宣布突破2nm“理论工艺”不到两周,老大哥台积电就出手了,美国知名科技杂志——《自然》公布了台积电、台湾大学、麻省理工学院联合研发研发的半导体新材料——铋,这是一种有望突破摩尔定律1nm极限的新材料!这种材料被作为二维材料的接触电极,可以大幅度降低电阻并且提升电流,从而使其能效和硅一样,实现未来半导体1nm工艺的新制程!

它可以大幅降降低电阻并提高电流,使其效能媲美硅材料,有助于半导体行业应对未来1纳米世代的挑战。

论文中写道,目前硅基半导体已经推进到5nm和3nm,单位面积容纳的晶体管数量逼近硅材料物理极限,效能无法逐年显著提升。此前,二维材料被业内寄予厚望,却始终掣肘于高电阻、低电流等问题。

此次三方合作中,麻省理工是半金属铋电极发现者,台积电将铋(Bi)沉积制程进行优化,台大团队运用氦离子束微影系统(Helium-ion beam lithography)将元件通道成功缩小至纳米尺寸,终于大功告成,耗时长达一年半的时间。

4月下旬的时候台积电更新了其制程工艺路线图,称其4纳米工艺芯片将在2021年底进入“风险生产”阶段,并于2022年实现量产;3纳米产品预计在2022年下半年投产, 2纳米工艺正在开发中。

责编:editorAlice

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