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二维材料
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中国团队披露新型晶体管,VLSI 2025亮点回顾
半导体行业观察· 2025-07-22 08:56
芯片制造技术进展 - 中国北京大学展示FlipFET设计 实现与CFET类似PPA而无需单片或顺序集成难题 [2] - FlipFET工艺在晶圆正面形成FinFET NMOS 背面形成FinFET PMOS 两者性能良好 [8] - FlipFET关键工艺步骤包括晶圆翻转和背面晶体管形成 共8个主要步骤 [11] - FlipFET优势在于自对准晶体管堆叠 无需高纵横比工艺 但面临成本和良率挑战 [12] - 中国实验室进一步创新FlipFET设计 包括自对准栅极和4堆叠晶体管方案 [13] DRAM技术发展 - DRAM面临4F2和3D两个拐点 6F2架构只能扩展到1D节点 [16] - 4F2单元尺寸为6F2三分之二 理论上密度可提高30% [23] - 4F2关键推动因素是垂直沟道晶体管 但制造难度更高 [24] - 4F2架构面临高纵横比蚀刻和沉积挑战 需EUV图案化 [31] - 3D DRAM同步开发中 中国芯片制造商可能成为该领域颠覆者 [36] 台积电技术创新 - 台积电研发BEOL金属层内eDRAM阵列 释放前端晶体管和底层金属层 [38] - 台积电4Mbit宏位密度63.7 Mb/mm² 未来几代技术潜力巨大 [41] - 台积电展示CVD生长二维材料NSFET 采用新颖"c形"接触方案降低电阻 [50][52] - 台积电广泛讨论forksheet架构 可能预示未来技术路线 [59] 二维材料应用 - 二维材料预计将在10A节点(约2030年)成为必要 聚焦TMD单层材料 [47] - 台积电展示NMOS器件 英特尔展示PMOS和NMOS器件 并在300mm晶圆试产 [52] - 二维材料生长是工业化关键障碍 目前主要采用CVD直接生长方案 [50] - 英特尔改进二维晶体管接触工艺 但仍依赖材料转移而非生长 [55] 先进晶体管架构 - Forksheet是GAA演进 通过介电壁使NMOS和PMOS更紧密连接 [56] - Forksheet面临制造挑战 需开发能承受工艺处理的超低k材料 [58] - CFET预计2030年左右推出 台积电/英特尔/三星/IMEC方案趋同 [63][64] - 英特尔展示CFET+背面供电集成方案 解决供电难题 [67] 英特尔18A工艺 - 英特尔18A工艺SRAM尺寸比Intel 3缩小30% [72] - 结合GAA晶体管和PowerVia背面供电 形成新金属堆叠架构 [74] - 在1.1V下时钟速度提高25% 0.75V下性能提高18%功耗降40% [74] - 预计2025年下半年量产 密度略低于台积电N3P [78] 数字孪生技术 - 数字孪生涵盖原子级到晶圆厂级模拟 加速设计优化 [79][80] - 新思科技QuantumATK套件用于原子级材料工程模拟 [82] - Lam Research SEMulator3D软件用于虚拟晶圆制造优化 [87] - 目标实现"无人值守"晶圆厂 设备需具备预测性维护能力 [89][92]
一种新型半导体
半导体行业观察· 2025-05-30 09:55
核心观点 - 莱斯大学材料科学家团队成功合成了一种新型二维混合材料"石墨烯",通过将石墨烯和二氧化硅玻璃化学结合成稳定化合物 [1] - 该材料具有独特的电子和结构特性,突破了传统二维材料简单堆叠的局限,实现了层间强相互作用和电子共享 [1][2] - 这项技术可广泛应用于量子器件、光子和下一代电子产品,为设计定制化混合材料开辟新途径 [1][3] 材料特性 - 石墨烯由六边形晶格排列的单层碳原子构成,具有卓越强度和导电性 [1] - 新型材料界面形成部分键合,使电子能跨层共享,将金属和绝缘材料转变为新型半导体 [3] - 拉曼光谱检测到不同于石墨烯或二氧化硅的振动信号,证实层间相互作用比典型范德华力更强 [2] 合成方法 - 采用两步单反应法:从含硅碳液体前体生长石墨烯,通过精确调控氧气含量促进二氧化硅层形成 [1] - 使用定制高温低压装置完成合成,耗时数月 [2] - 已在美国提交临时专利申请,研究者表示有意为该方法申请知识产权 [4] 研究合作 - 跨国团队包括莱斯大学、印度贝拿勒斯大学、萨塞克斯大学、宾夕法尼亚州立大学等多国机构 [2][3] - 结合实验与量子模拟验证材料特性,发现界面键合机制 [3] - 研究获得美日印澳四方联谊会等多项基金支持 [4] 行业意义 - 突破现有二维材料组合限制,可自由结合金属/绝缘体、磁铁/半导体等异质材料 [1][4] - 材料科学教授指出该技术比发现玻璃烯本身更具广泛意义 [4] - 创新方法证明在学科交叉领域探索的价值,可能催生更多突破性材料 [4]
应用材料盯上了这些芯片技术
半导体行业观察· 2025-04-26 09:59
如果您希望可以时常见面,欢迎标星收藏哦~ 来源:内容来自asu ,谢谢。 近60年来,全球巨头应用材料公司(Applied Materials)一直致力于开发不断改变微芯片制造方 式的技术。 他们的产品广泛应用于平板电视、智能手机和电动汽车等各类设备。应用材料已获得超过22,000 项专利,其20世纪80年代推出的Precision 5000芯片制造系统更被永久收藏于史密森学会。 富尔顿学院的教师获得了应用材料的研究资助,用于推动创新、促进产业与学术进步。目前,已有 多个旨在开发新材料、改进制造工艺的项目在进行中。 在ASU物质、传输与能源工程学院,Seth Ariel Tongay教授与该公司合作开展多项研究,探索二 维材料在先进半导体制造中的应用。这类材料的厚度可达原子级,有望提升电流传输效率,提高速 度与能效。 但这家美国最大的半导体设备制造商也在推进另一项事业:创新精神。 该 公 司 正 在 亚 利 桑 那 州 立 大 学 ( ASU ) 艾 拉 · 富 尔 顿 工 程 学 院 ( Ira A. Fulton Schools of Engineering)发起一系列投资项目,旨在加速科研发现、帮助研究 ...
中国团队造出全球最薄芯片,厚度仅为三个原子
半导体芯闻· 2025-04-25 18:19
如果您希望可以时常见面,欢迎标星收藏哦~ https://www.intellinews.com/china-creates-world-s-thinnest-chip-with-5931-transistors-378131/ 点这里加关注,锁定更多原创内容 来源 :内容编译自 intellinews ,谢谢。 据《IEEE Spectrum》报道,中国研究人员研制出迄今为止最先进的二维材料微处理器,其内部集 成了5931个由二硫化钼制成的晶体管,厚度仅为三个原子。二硫化钼由两层硫层之间的钼层构 成,由于其原子级厚度和高效率,被视为硅的有力替代者。 这种新型微处理器可能对众多行业产生突破性的影响,并受到世界各地其他研究人员的密切关注。 这款名为 RV32-WUJI 的芯片基于开源 RISC-V 架构,能够执行标准的 32 位指令。它基于绝缘蓝 宝石基底,配备全新开发的单元库,包含 25 种逻辑门类型,能够执行"与"和"或"等基本计算功 能。与之前仅管理 156 个晶体管的二维电路相比,这一进展标志着一个重要的里程碑。 尽管 RV32-WUJI 的运行频率仅为 1 千赫兹,功耗仅为 0.43 毫瓦,但它展示了 ...
预算1.31亿元!湖北工业大学近期大批仪器采购意向
仪器信息网· 2025-04-24 14:34
湖北工业大学仪器设备采购 - 湖北工业大学发布16项仪器设备采购意向 预算总额达1.28亿元 涉及综合物性测量系统、超导量子干涉磁学测量系统、复合型变温磁光测量仪等高端设备 [2][3] - 采购计划集中于2025年1-4月实施 主要服务于科教创新素质提升、医工交叉基础创新实验室、人工量子二维材料湖北省重点实验室等建设项目 [3][5] 重点采购项目分析 - **科教创新素质提升建设项目**:预算628万元 采购电气自动化检测分析设备 目标为培养高素质工程师 实现教学内容与岗位任务对接 [5] - **医工交叉基础创新实验室项目**:预算581万元 采购柔性微粒富集分选平台、细胞培养倒置荧光显微镜等设备 支撑交叉学科研究 [5] - **人工量子二维材料实验室项目**:总预算达1.05亿元(占总额82%) 采购电子束曝光系统、场发射扫描电子显微镜等13台套设备 推动新材料技术突破 [5][6] 学校科研实力背景 - 材料科学与工程学科进入软科世界一流学科全球前1% 工程学等5个学科进入ESI全球前1% 轻工技术与工程等学科获教育部B-评级 [8] - 拥有4个省级重点实验室 包括生物质能源与转化、绿色化工过程等 近五年承担超百项国家自然科学基金项目 科技成果转化能力位列省属高校前三 [8][9][10] - 与300余家湖北龙头企业建立合作 是教育部"高校科技成果转化和技术转移基地" 区域产业贡献度突出 [8] 学校基础信息 - 湖北省"双一流"建设高校 全日制本科生2万余人 硕博研究生7400余人 专任教师1500余人 学科覆盖十大门类 [7] - 占地面积1600余亩 设有18个教学单位 开设57个本科专业 前身为1952年成立的武昌农业学校 [7]
台积电,赢麻了
半导体行业观察· 2025-04-22 08:49
核心观点 - 2024年AI芯片需求爆发推动半导体行业结构性转型,台积电凭借技术领先、产能扩张和全球战略布局巩固行业领导地位 [2] - 公司全年营收达900亿美元(+30%),净利365亿美元(+35.9%),毛利率56.1%创历史新高,7nm以下先进制程营收占比提升至69% [3] - 技术研发投入占营收7.1%,在2nm及更先进节点取得突破,同时通过3D封装技术延伸摩尔定律极限 [12][13] - 全球产能布局形成"台湾中心+多点扩张"模式,美国N4厂/日本特殊制程厂相继投产,德国车用芯片厂启动建设 [11] 财务与市场表现 - 2024年合并营收900亿美元(同比+30%),税后净利365亿美元(同比+35.9%),毛利率56.1%和营业利益率45.7%均创新高 [3] - IDM 2.0市场份额从28%提升至34%,晶圆出货量达1,290万片12英寸当量(同比+7.5%) [3] - 北美市场贡献70%营收,高效能运算产品占比51%成为最大收入来源,智能手机占35% [3] - 7nm及以下先进制程营收占比从58%提升至69%,3nm制程单独贡献18%晶圆销售额 [3][7] 技术平台布局 逻辑制程 - 3nm平台形成N3E/N3P/N3X产品矩阵,N3X专为AI/服务器设计预计2025年量产 [7] - 4nm节点推出N4C精简版提升晶体管密度,5nm强化版(N5P)持续服务智能终端市场 [7] - 低功耗平台N6e/N12e优化物联网设备能效,22ULL技术支撑蓝牙/Wi-Fi芯片制造 [7] 特殊制程 - 车用领域推出N3A平台(基于N3E)和N5A车规制程,射频技术N4C RF支持5G毫米波需求 [8] - 嵌入式存储器N12e RRAM平衡成本与可靠性,COUPE光子堆叠平台实现三维光互连 [8] - 拓展GaN功率器件、OLED驱动等新兴技术,覆盖AR/VR和智能电源应用 [9] 全球制造能力 - 台湾四座GIGAFAB年产能达1,274万片12英寸晶圆,覆盖0.13μm至3nm全节点 [11] - 美国亚利桑那N4厂良率对标台湾基地,日本熊本特殊制程厂实现优异良率 [11] - 德国德勒斯登车用芯片厂启动建设,智能制造系统延伸至后段封装环节 [11] - SMP超级制造平台统一良率管控,AI/ML技术提升故障预测与制程调整效率 [11] 研发与前沿技术 - 2nm平台完成定义进入良率提升阶段,A16采用晶背供电+纳米片架构,A14兼顾HPC/移动需求 [12] - High NA EUV光刻技术取得突破,优化线宽均匀性至1nm以下节点 [12] - 3DFabric封装平台包含SoIC/CoWoS/InFO等技术,5nm芯片堆叠已量产,3nm方案2025年投产 [13] - 探索碳纳米管晶体管(CNFET)和二维材料MoS₂通道器件,展示p型SnO和n型IWO氧化物晶体管 [16] 战略定位 - 坚持纯代工模式,五大技术平台覆盖HPC/智能手机/物联网/车用/消费电子全领域 [3][4] - 通过开放创新平台和TSMC大同盟强化生态合作,不涉足自有品牌芯片 [14] - 研发投入聚焦逻辑微缩、材料创新和系统集成三大方向,布局5-10年技术储备 [16]
印度要发力1nm以下的芯片
半导体行业观察· 2025-04-21 08:58
来源:内容 编译自economictimes,谢谢。 如果您希望可以时常见面,欢迎标星收藏哦~ 来自印度顶尖研究机构印度科学研究所(IISc)的30名科学家团队已向政府提交了一份开发"埃 级"芯片的提案,该芯片的尺寸远小于目前生产的最小芯片。该团队已向政府提交了一份提案,旨 在开发一种使用新型半导体材料(称为二维材料)的技术,该技术可使芯片尺寸缩小至目前全球生 产的最小芯片尺寸的十分之一,并巩固印度在半导体领域的领先地位。 目前,半导体制造业以硅基技术为主,由美国、日本、韩国和中国台湾等发达国家和地区引领。 印度理工学院(IISc)的科学家团队于2022年4月向首席科学顾问(PSA)提交了一份详细的项目 报告(DPR),该报告经过修改后,于2024年10月再次提交。该报告随后与印度电子和信息技术 部共享。一位熟悉该提案的政府消息人士告诉印度报业托拉斯(PTI),该项目承诺开发埃级芯 片,比目前生产的最小芯片小得多。 DPR 建议利用石墨烯和过渡金属二硫化物 (TMD) 等超薄材料开发二维半导体。这些材料可以实 现埃级芯片制造,比目前的纳米级技术小得多。目前生产的最小芯片是 3 纳米节点,由三星和台 积电、英特 ...
印度要发力1nm以下的芯片
半导体行业观察· 2025-04-21 08:58
如果您希望可以时常见面,欢迎标星收藏哦~ 印度电子和信息技术部(MeitY)的消息人士证实,该提案正在讨论中。 一位知情官员表示:"印 度半导体技术与创新部(MeitY)对该项目持积极态度。首席科学顾问兼秘书长已就此举行会议。 MeitY正在探索可部署此类技术的电子应用。这是一项合作项目,每一步都需要尽职调查。" 印度目前在半导体制造方面严重依赖外国企业——这项技术从经济和国家安全角度来看都具有战略 意义。该国最大的半导体项目由塔塔电子与台湾力积电合作设立,投资额达9100亿卢比。该项目 已获得印度半导体计划的批准,并有资格获得政府50%的资金支持。相 比之下,印度理工学院(IISc)牵头的提案要求在五年内拨款50亿卢比,用于打造下一代半导体的 本土技术,但金额相对较低。该项目还包括初始融资阶段后的自主可持续发展路线图。 在全球范围内,二维材料引起了广泛关注。欧洲已投资超过10亿美元(约合830亿卢比),韩国投 资超过3亿卢比,中国和日本等国家也对基于二维材料的半导体研究进行了大规模但未公开的投 资。一位不愿透露姓名的官员表示:"二维材料将成为未来异构系统的关键推动因素。 尽管全球发展势头强劲,但印度在这方面 ...
首批报告嘉宾公布!2025九峰山论坛蓄势待发
半导体芯闻· 2025-03-14 18:22
2025九峰山论坛概况 - 全球化合物半导体领域旗舰级盛会,将于2025年4月23-25日在武汉光谷科技会展中心举办 [2] - 包含11大平行论坛,覆盖从关键材料到AI赋能的EDA工具链、光子神经网络到太赫兹通信技术等前沿领域 [2] - 已确认超100份高质量重磅报告,首批演讲嘉宾名单公布 [4] 平行论坛核心亮点 技术前沿 - 聚焦神经形态计算、二维材料器件、硅光量子集成、宽禁带半导体等前沿领域,覆盖类脑芯片、第三代半导体、先进封装技术 [5] - 异质集成技术融合材料/封装/电路设计,神经形态器件突破传统架构,光电子技术赋能AI算力革命 [7] 产业链协同 - 全链条布局从材料制备、核心装备、检测技术到系统集成,形成"基础研究-技术开发-产业化应用"生态闭环 [6] - 集中展示国产透射电镜、化合物半导体装备、光电测试仪器等关键成果,揭秘国产FIB、SiC刻蚀核心技术突破 [8] 市场应用 - 深度解析5G通信、智能驾驶、量子计算等领域需求,分享新能源汽车、数据中心等场景下的半导体解决方案 [9] - 汇聚全球领军企业、科研机构与投资机构,共商第三代半导体产能布局、检测技术标准制定等议题 [10] 平行论坛嘉宾阵容 - **化合物半导体关键材料**:明士新材料研发总监陈兴、超硅半导体副总裁胡浩、化讯半导体CTO黄明起 [12] - **光电子技术**:EDWATEC首席技术官Amir Youssefi、华中科技大学教授邓磊/董建绩 [13][14] - **先进显示技术**:秋水半导体董事长蒋振宇、瑞典皇家科学院院士Lars SAMUELSON [15] - **先进半导体检测技术**:中科院研究员曹兴忠、滨松光子销售经理工藤宏平、华中科技大学教授谷洪刚 [17][18] 论坛日程框架 - **4月22日**:注册报到 [19] - **4月23日**:开幕式、主旨报告、平行论坛1-4(关键材料/核心装备/EDA工具链/光电子技术) [19] - **4月24日**:平行论坛5-6(功率电子技术/无线电子技术) [19] - **4月25日**:平行论坛7-11(先进显示/异质集成/类脑计算/检测技术/第三代半导体标准) [19][20]