IntelIEDM2024发布半导体技术突破:新材料应用推动1万亿晶体管目标实现

在2024年IEEE国际电子器件会议IEDM上,Intel代工技术部门公布了多项半导体领域的创新成果,涉及新材料应用、异构封装技术、全环绕栅极(GAA)晶体管等多个领域。这些进展表明,Intel在其四年五个工艺节点计划中取得了重大成就,朝着2030年实现单个芯片1万亿个晶体管的目标迈进。

特别值得关注的是,Intel推出的减成法钌互连技术。该技术利用新型金属化材料钌,并结合薄膜电阻率和空气间隙的创新应用,大幅提升了互连微缩技术。这项技术不仅具备量产的可行性和成本效益,而且在间距小于或等于25纳米时,能通过空气间隙有效降低线间电容高达25%,优于铜镶嵌工艺。

Intel还展示了选择性层转移(SLT)技术,这是一种先进的异构集成解决方案,通过集成超薄芯粒,大幅缩小芯片尺寸并提高纵横比。与传统芯片到晶圆键合技术相比,SLT技术能将芯片封装吞吐量提升100倍,实现快速芯片间封装。结合混合键合或融合键合工艺,SLT技术可封装来自不同晶圆的芯粒,进一步提升功能密度。

在晶体管技术方面,Intel代工展示了6纳米栅极长度的硅基RibbonFET CMOS晶体管。这项技术显著缩短了栅极长度,减少了沟道厚度,同时在抑制短沟道效应和提升性能方面达到行业领先。这一创新为栅极长度的进一步缩短奠定了基础,是摩尔定律持续发展的重要支撑。

Intel在2D GAA晶体管的栅氧化层研究上也取得了新进展。为加速GAA技术创新,Intel展示了在2D GAA NMOS和PMOS晶体管制造方面的研究成果。通过研发栅氧化层模块,成功将晶体管栅极长度缩小至30纳米。此外,2D TMD研究也取得了显著突破,有望在未来替代硅在先进晶体管工艺中的应用。

在氮化镓(GaN)技术研究方面,Intel代工也取得了显著成果。在300毫米GaN-on-TRSOI衬底上,Intel成功制造了高性能微缩增强型GaN MOSHEMT。这一技术有助于减少信号损失,提高信号线性度,并采用了基于衬底背部处理的先进集成方案。

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