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二维场效应晶体管(2DFET)
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英特尔豪赌下一代晶体管
半导体行业观察· 2025-12-18 09:02
文章核心观点 - 英特尔晶圆代工与imec联合展示了适用于300毫米晶圆制造的关键工艺模块集成,标志着二维场效应晶体管(2DFET)向现实应用迈出了关键一步,解决了二维材料与大规模半导体制造兼容的历史性难题 [1][2][3] 二维晶体管的技术背景与行业趋势 - 现代领先逻辑工艺技术如英特尔18A、三星SF3E、台积电N2均依赖于环栅器件,行业正在开发互补型场效应晶体管以进一步提升密度 [1] - 持续的微缩将使硅沟道逼近物理极限,导致静电控制和载流子迁移率下降,业界正评估二维材料作为解决方案,因其可形成仅几个原子厚且电流控制能力强的沟道 [1] 英特尔与imec合作的技术突破 - 研究聚焦于过渡金属二硫化物,使用WS₂和MoS₂作为n型晶体管沟道,WSe₂作为p型沟道材料 [2] - 核心创新是开发了与晶圆厂兼容的触点和栅堆叠集成方案,通过选择性氧化物蚀刻形成镶嵌式顶部触点,保护了脆弱的二维沟道免受污染和物理损伤 [2] - 该镶嵌式顶部接触方法解决了2DFET开发中形成低电阻、可扩展接触的关键挑战,并展示了可制造的栅堆叠模块 [2] 合作的意义与英特尔的战略考量 - 合作意义在于降低基于二维材料的芯片开发和生产的长期风险,而非立即产品化,二维晶体管预计要到2030年代后半期甚至2040年代才能实现 [3] - 在生产级环境中验证工艺模块,使客户和内部设计团队能用实际可扩展的工艺假设评估二维沟道,加速器件基准测试、紧凑建模和早期设计探索 [3] - 英特尔将二维材料视为未来选项进行前瞻性评估,旨在尽早解决制造挑战,避免未来需要新材料时出现意外 [3] - 此次公告向行业传递了英特尔晶圆代工致力于长期技术研发,是值得信赖的制造合作伙伴,并强调新晶体管概念在研发阶段就必须考虑可制造性 [3]
英特尔安装首台High NA EUV光刻机
半导体行业观察· 2025-12-16 09:22
文章核心观点 - 英特尔晶圆代工通过深度生态系统协作推动半导体创新,并分享了两个关键研发项目的里程碑,旨在展示其在推动行业研究、降低先进设备概念风险以及加速为客户创造价值方面的领导力 [2] 高数值孔径EUV光刻技术进展 - ASML与英特尔晶圆代工已成功完成首台TWINSCAN EXE:5200B高数值孔径EUV光刻机的“验收测试”,该设备在保持高分辨率的同时,将产能提升至每小时175片晶圆,并将套刻精度提高至0.7纳米 [3] - 该光刻机的关键创新包括:更高功率的EUV光源以实现更快曝光、新型晶圆存储架架构以改进物流和稳定性、以及更严格的对准控制以实现0.7纳米套刻精度 [4] - 高数值孔径EUV技术结合了公司在光刻、蚀刻等领域的专业技能,能为设计人员带来更灵活的设计规则、减少工艺步骤和掩模数量,从而简化流程、提高良率并缩短良率爬升周期 [5] 二维材料晶体管未来研发 - 行业认为晶体管尺寸将持续缩小至硅原子性能开始下降的程度,二维材料(如过渡金属二硫化物TMD)因其原子级薄层结构,在扩展和控制电流方面展现出卓越性能潜力 [6] - 英特尔与Imec在IEDM会议上联合展示了一种300毫米晶圆厂可制造的二维场效应晶体管集成方案,其核心创新在于对高质量二维层进行选择性氧化物蚀刻并覆盖介电层,实现了晶圆厂兼容的镶嵌式顶部电极工艺,且能保持沟道完整性 [7] - 可制造的接触和栅极模块是二维晶体管研发的主要挑战,公司的长期计划是与客户共同开发这些步骤,并将其应用于量产级集成流程,以加速器件基准测试和设计探索 [7] 研发模式与客户价值 - 严谨的整合能将创新转化为可靠性,将前景广阔的概念转化为可供客户使用的平台 [8] - 通过与Imec、ASML等机构的开放式协作,共享工艺窗口和计量数据,能够加速创新、减少重复工作,使客户受益于更快的产能爬升、更完善的工艺流程分析以及更早获得实际设计约束 [8] - 英特尔晶圆代工从早期研发阶段就注重可制造性,确保创新(如大马士革顶接触技术和高数值孔径EUV光刻机)能够满足大批量生产的良率和周期时间指标 [8] - 公司为探索新设备架构或准备高数值孔径EUV关键层的客户提供先进工具和创新合作伙伴关系,并以成熟的集成专业知识和对可制造性的关注为后盾 [8]