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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 01:02
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]