英特尔代工厂最近在 2024 年 IEEE 国际电子设备会议 (IEDM) 上公布了晶体管和封装技术的重大进步。这些创新代表了材料和硅技术的关键发展，有望改善半导体格局。
揭秘晶体管技术的创新
会议期间，英特尔代工厂重点介绍了其在“减法钌”和其他晶体管技术方面的开创性工作，旨在扩展未来半导体节点的功能。这些突破有望突破芯片设计和制造的极限。
这些发展的重要性
随着我们朝着到 2030 年在单个芯片上集成 1 万亿个晶体管的宏伟目标迈进，提高晶体管效率和互连可扩展性变得比以往任何时候都更加重要。随着对节能和高性能处理的需求不断增长——尤其是在人工智能 (AI) 等应用中——这些创新是应对未来挑战的关键。
克服当前限制的策略
英特尔代工厂正在积极探索替代材料并改进现有的组装技术，以解决与铜晶体管相关的局限性。 为促进半导体技术的创新，英特尔推出了以下策略：
- 减法钌 (Ru)：这种新型金属化材料利用薄膜电阻率和气隙来增强芯片互连。英特尔代工厂展示了一种经济高效且可制造的减法钌工艺，该工艺可将线间电容显著降低 25%，尤其是在间距为 25 纳米或更小的情况下，这表明它有潜力取代传统的铜解决方案。
- 选择性层转移 (SLT)：这种突破性方法可实现超快速芯片到芯片组装，吞吐量可提高 100 倍。SLT 可集成超薄芯片，从而提高各种应用的灵活性并降低成本。
- 硅 RibbonFET CMOS：通过展示具有 6 纳米栅极长度的硅 RibbonFET CMOS 晶体管，英特尔代工厂正在突破全栅极缩放的极限，这对于维持摩尔定律至关重要。
- 用于缩放 GAA 2D FET 的栅极氧化物：英特尔在 GAA 设备栅极氧化物开发方面的进步旨在提高栅极长度短至 30 纳米的性能。二维过渡金属二硫化物 (TMD) 半导体的探索可能会改变未来的晶体管技术。
氮化镓技术取得突破
英特尔代工厂还取得了长足进步，开发了业界首个 300 毫米氮化镓 (GaN) 技术，该技术可作为射频和电力电子的强大替代品。该技术有望实现更高的性能，特别是在需要高电压和高温度耐受性的应用中。
半导体创新的未来方向
作为在 IEDM 2024 上分享的愿景的一部分，英特尔代工厂概述了一份路线图，重点关注针对 AI 应用推进封装和晶体管微缩至关重要的关键创新领域：
- 集成先进的内存以缓解容量、延迟和带宽限制。
- 实施混合绑定技术来优化互连带宽。
- 模块化系统的扩展与创新的连接解决方案相结合。
行动呼吁
英特尔代工厂致力于开发革命性技术，其目标是生产在超低电压（低于 300 毫伏）下工作的晶体管。这一举措旨在解决热挑战并大幅提高能源效率。
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