Сегодня 30 марта 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Intel показала путь к посткремниевым чипам: 2D-транзисторы, совместимые с массовым производством

2D-транзисторы на основе 2D-материалов демонстрируются в академических и лабораторных условиях более десяти лет, но ни одна из этих демонстраций не была совместима с крупносерийным производством. Они основывались на специализированных исследовательских инструментах и ​​хрупких технологических этапах. Но на этой неделе Intel Foundry и Imec продемонстрировали готовую к 300-миллиметровому производству технологию производства 2D-полевых транзисторов (2DFET).

Современные передовые техпроцессы — такие как Intel 18A, Samsung SF3E, TSMC N2 — основаны на транзисторах с затвором, окружающим затвор со всех сторон (Gate-All-Around, GAA). В настоящее время все ведущие производители микросхем разрабатывают комплементарные полевые транзисторы (Complementary Field-Effect Transistor, CFET) с возможностью их вертикального размещения с целью повышения плотности за пределы возможностей GAA.

CFET считаются следующим шагом после транзисторов с затвором, охватывающим всю поверхность кристалла, и ожидается, что они появятся в течение следующего десятилетия. Однако Intel и другие производители микросхем утверждают, что дальнейшее масштабирование в конечном итоге приведёт к пределу физических возможностей кремниевых каналов, где электростатический контроль и подвижность носителей ухудшаются из-за чрезвычайно малых размеров. Для решения этой проблемы отрасль все чаще оценивает двумерные материалы, которые могут формировать каналы толщиной всего в несколько атомов, сохраняя при этом надёжный контроль тока.

Intel и Imec представили на IDM доклад, в котором подробно описывается их работа над семейством дихалькогенидов переходных металлов (TMD) — перспективных материалов для производства чипов, представляющих собой атомарно тонкие кристаллы. В продемонстрированных структурах сульфид вольфрама (WS2) и сульфид молибдена (MoS2) использовались для создания транзисторов n-типа, а селенид вольфрама (WSe2) служил материалом для каналов p-типа. Эти соединения изучаются уже много лет, но подогнать их под существующие технологические процессы производства чипов на 300-мм пластинах не получалось. Основная сложность заключалась в том, что хрупкие каналы легко повредить. А также разработчикам мешало то, что предлагаемые прежде решения невозможно надежно воплотить в условиях современного массового производства.

Основной инновацией, представленной Intel и Imec, является схема интеграции контактов и затворных стеков, совместимая с производством. Intel вырастила высококачественные 2D-кристаллы и покрыла их многослойным стеком из оксидов алюминия (Al2O3), гафния (HfO2) и кремния (SiO2). Затем с помощью тщательно контролируемого селективного травления, концептуально схожего с одним из этапов традиционного изготовления чипов, получилось сформировать верхние контакты. Таким образом удалось обеспечить целостность лежащих в основе 2D-каналов, которые очень чувствительны к загрязнению и физическим повреждениям.

Ключевым нововведением, представленным Intel и imec, является совместимая с производством на 300-мм пластинах схема интеграции контактов и затворной структуры. Этот подход решает одну из самых сложных задач в разработке 2D-транзисторов: формирование масштабируемых контактов с низким сопротивлением с использованием процессов, совместимых с производственным оборудованием. Наряду с контактами, Intel и imec также продемонстрировали возможность изготовления модулей затворной структуры.

 Источник изображения: Imec

Источник изображения: Imec

Важность этой совместной работы Intel и imec заключается не в немедленном внедрении в производство, поскольку 2D-транзисторы на основе 2D-материалов относятся к долгосрочной перспективе, возможно, ко второй половине 2030-х или даже к 2040-м годам. Ценность исследования скорее в снижении рисков при разработке и последующем производстве микросхем, которые будут использовать 2D-материалы.

Проверяя технологию в условиях реального производства, Intel Foundry позволяет клиентам и внутренним группам разработчиков оценивать её возможности, используя реалистичные, масштабируемые технологические предположения, а не идеализированные лабораторные условия. Этот подход призван ускорить тестирование устройств, компактное моделирование и ранние исследования в области проектирования.

Для Intel Foundry это исследование имеет особую важность. Во-первых, Intel Foundry продолжает проводить долгосрочные исследования технологий, которые понадобятся через годы, если не десятилетия, а это значит, что у компании будут решения для полупроводниковой промышленности в 2030-х или 2040-х годах, и, следовательно, она останется надёжным партнёром. Во‑вторых, Intel подчёркивает, что даже на этапе исследований новые концепции транзисторов должны разрабатываться с учётом технологичности производства, что под силу немногим компаниям.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новая статья: От Ryzen 7 1800X до Ryzen 7 9850X3D: девять лет эволюции AMD в одном тесте 3 ч.
MSI XpertStation WS300 — рабочая станция для ИИ на базе NVIDIA GB300 8 ч.
«Кремниевая прерия»: Crusoe пристроит к ИИ ЦОД OpenAI Stargate ещё 900 МВт, но уже для Microsoft 8 ч.
ESA запустило на орбиту два спутника Celeste для тестирования новых технологий навигации 14 ч.
Цены на Intel Arrow Lake Refresh выросли выше рекомендованных через 48 часов после начала продаж 15 ч.
Котировки акций производителей DRAM стабилизировались после первичного влияния TurboQuant 19 ч.
Microsoft потратит $146 млрд на ИИ, но это напугало инвесторов и вызвало падение котировок акций на 25 % 21 ч.
Anthropic привлекла рекордное количество подписчиков после скандала с Минобороны США 21 ч.
Худшая неделя за год: техногиганты потеряли миллиарды капитализации из-за войны и проблем Meta 28-03 18:16
Meta готовит две модели умных очков Ray-Ban с коррекцией зрения 28-03 14:22