英特爾代工廠最近在 2024 年 IEEE 國際電子元件會議 (IEDM) 上發表了電晶體和封裝技術的重大進展。
揭示晶體管技術的創新
會議期間，英特爾代工廠重點介紹了其在「減法釕」和其他旨在擴展未來半導體節點能力的電晶體技術方面的開創性工作。這些突破旨在突破晶片設計和製造的可能性界限。
這些發展的重要性
隨著我們朝著 2030 年在單一晶片上整合 1 兆個電晶體的宏偉目標邁進，提高電晶體效率和互連可擴展性變得比以往任何時候都更加重要。隨著對節能和高效能處理的需求不斷增長，特別是在人工智慧 (AI) 等應用中，這些創新是應對未來挑戰的關鍵。
克服當前限制的策略
英特爾代工廠正在透過探索替代材料和改進現有組裝技術，積極解決與銅晶體管相關的限制。採取了以下策略來促進半導體技術創新：
- 減色釕 (Ru)：這種新型金屬化材料利用薄膜電阻率和氣隙來增強晶片互連。英特爾代工展示了一種經濟高效且可製造的減法Ru 工藝，可將線間電容顯著降低25%，特別是在25 奈米或更小的間距下，這表明其有取代傳統銅解決方案的潛力。
- 選擇性層轉移 (SLT)：這種突破性的方法可實現超快速的晶片到晶片組裝，吞吐量可提高高達 100 倍。 SLT 允許整合超薄小晶片，從而增強了各種應用的靈活性並降低了成本。
- Silicon RibbonFET CMOS：透過展示閘極長度為 6 nm 的 Silicon RibbonFET CMOS 電晶體，英特爾代工正在突破閘極全尺寸縮放的極限，這對於維持摩爾定律至關重要。
- 用於縮放 GAA 2D FET 的閘極氧化物：英特爾在 GAA 元件閘極氧化物開發方面的進步旨在提高閘極長度短至 30 nm 的性能。對二維過渡金屬二硫族化物 (TMD) 半導體的探索可能會改變未來的電晶體技術。
氮化鎵技術取得突破
英特爾代工廠也透過開發業界首個 300 毫米氮化鎵 (GaN) 技術取得了長足進步，該技術可作為射頻和電力電子產品的強大替代品。該技術有望提供更高的性能，特別是在需要高電壓和耐高溫的應用中。
半導體創新的未來方向
作為在 IEDM 2024 上分享的願景的一部分，Intel Foundry 概述了一個路線圖，重點關注對於推進針對 AI 應用的封裝和晶體管縮放至關重要的關鍵創新領域：
- 整合高級記憶體以減輕容量、延遲和頻寬限制。
- 實施混合綁定技術以優化互連頻寬。
- 模組化系統的擴展與創新的連接解決方案相結合。
號召性用語
英特爾代工廠致力於開發革命性技術，其目標是生產在超低電壓（低於 300 毫伏特）下運行的電晶體。該措施旨在解決熱挑戰並顯著提高能源效率。
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