k8凯发国际官方入口半导体未来三大支柱：先进封装、晶|某天女孩喝醉了|体管和互连

2025-02-24 21:41:41

　　英特尔在前沿技术领域的探索和布局具有行业标杆意义ღ✿✿◈，其发布的技术路线图和成果为半导体行业提供了重要参考方向ღ✿✿◈。

　　在IEDM 2024大会上k8凯发国际官方入口ღ✿✿◈，英特尔发布了7篇技术论文ღ✿✿◈，展示了多个关键领域的创新进展ღ✿✿◈。这些技术涵盖了从FinFET到2.5D和3D封装（EMIBღ✿✿◈、Foverosღ✿✿◈、Foveros Direct）ღ✿✿◈，即将在Intel 18A节点应用的PowerVia背面供电技术ღ✿✿◈，以及全环绕栅极（GAA）晶体管RibbonFET等ღ✿✿◈。此外ღ✿✿◈，英特尔还揭示了一些面向未来的先进封装技术ღ✿✿◈，为推动行业发展提供了新的视角高端代工ღ✿✿◈，ღ✿✿◈。

　　在这些前沿技术中ღ✿✿◈，三个核心领域尤为值得关注ღ✿✿◈：面向AI发展的先进封装ღ✿✿◈、晶体管微缩技术和互连微缩技术ღ✿✿◈。在IEDM 2024大会上ღ✿✿◈，英特尔代工高级副总裁兼技术研究总经理Sanjay Natarajan详细介绍了这些领域的关键突破ღ✿✿◈。

　　异构集成已经成为当今芯片界的主流实现性能提升的手段ღ✿✿◈。但是异构集成技术面临着很大的挑战ღ✿✿◈。当前异构集成技术主要采用“晶圆对晶圆键合”（Wafer-to-Wafer HB）或“芯片对晶圆键合”（Chip-to-Wafer HB）ღ✿✿◈，会因顺序装配芯粒而导致吞吐量ღ✿✿◈、芯片尺寸和厚度受限ღ✿✿◈。

　　英特尔通过选择性层转移（Selective Layer Transfer）技术ღ✿✿◈，突破了当前异构集成的技术瓶颈ღ✿✿◈。这项技术能够以超高效率完成超过15,000个芯粒的并行转移ღ✿✿◈，仅需几分钟即可实现相较于传统方法数小时或数天的提升ღ✿✿◈。其创新性地实现了亚微米级芯粒的转移ღ✿✿◈，支持仅1平方毫米大小ღ✿✿◈、厚度为人类头发1/17的芯粒ღ✿✿◈。这提供了一种灵活且成本效益显著的异构集成架构ღ✿✿◈，使得处理器与存储器技术的混合搭配成为可能k8凯发国际官方入口ღ✿✿◈。Intel Foundry率先采用无机红外激光脱键技术ღ✿✿◈，实现了芯粒转移的技术突破ღ✿✿◈，推动了旗舰AI产品开发所需的先进异构集成技术的发展ღ✿✿◈。

　　英特尔代工高级副总裁技术研究总经理Sanjay Natarajan表示ღ✿✿◈：“我们有理由期待这一技术能够像PowerVia背面供电技术一样在业内普及ღ✿✿◈。我们将积极开创并推动这项技术的发展ღ✿✿◈，我认为我们会看到业内领先企业都逐步采用这一技术ღ✿✿◈。”

　　面向AI时代ღ✿✿◈，英特尔提出了全面的封装解决方案ღ✿✿◈，以实现AI系统的大规模量产ღ✿✿◈。除了选择性层转移技术ღ✿✿◈，英特尔还聚焦于ღ✿✿◈：

　　混合键合（hybrid bonding）互连的间距缩放ღ✿✿◈：实现异构组件间的高能效和高带宽密度连接ღ✿✿◈。

　　晶体管技术的进步一直以来都是英特尔的主业之一ღ✿✿◈，英特尔的目标是到2030年实现一万亿晶体管的宏伟目标某天女孩喝醉了ღ✿✿◈。

　　Intel展示了其在Gate-All-Around（GAA）RibbonFET晶体管上的技术突破ღ✿✿◈，成功将栅极长度缩小至6nmღ✿✿◈，并实现1.7nm硅通道厚度ღ✿✿◈。通过对硅通道厚度和源漏结的精准工程设计ღ✿✿◈，有效减少了漏电流和器件退化ღ✿✿◈，提高了晶体管在极短栅极长度下的性能稳定性ღ✿✿◈。英特尔研究数据显示ღ✿✿◈，与其他先进节点技术相比ღ✿✿◈，在6nm栅极长度下ღ✿✿◈，RibbonFET在短栅极长度下具备更高的电子迁移率和更优的能效特性某天女孩喝醉了ღ✿✿◈。除此之外ღ✿✿◈，RibbonFET实现了最佳的亚阈值摆幅（Subthreshold Swingღ✿✿◈，SS）和漏电流抑制性能（DIBL）ღ✿✿◈。

　　左图是透射电子显微镜（TEM）图像ღ✿✿◈，中间展示看这些晶体管的部分关键参数ღ✿✿◈，右图是栅极长度与电子速度关系图

　　这一进展展示了在短沟道效应优化方面的行业领先水平ღ✿✿◈，这为未来更高密度ღ✿✿◈、更低功耗的芯片设计奠定了基础ღ✿✿◈，同时推动了摩尔定律的持续发展ღ✿✿◈，满足了下一代计算和AI应用对半导体性能的严苛需求ღ✿✿◈。

　　据Sanjay Natarajan的介绍ღ✿✿◈，具体而言ღ✿✿◈，英特尔在GAA技术中引入了二维（2D）NMOS和PMOS晶体管ღ✿✿◈，该晶体管以二维MoS2为沟道材料ღ✿✿◈，结合高介电常数的HfO2作为栅氧化层ღ✿✿◈，通过ALD（原子层沉积）工艺实现精确控制ღ✿✿◈。下图的横截面成像清晰展示了栅极金属ღ✿✿◈、HfO?氧化物和二维MoS2之间的结构集成ღ✿✿◈，其整体厚度在纳米级别ღ✿✿◈，漏源间距（L_SD）小于50nmღ✿✿◈，次阈值摆幅（SS）低于75mV/dღ✿✿◈，最大电流性能（I_max）达到900?A/?m以上凯发·k8(国际)官方网站ღ✿✿◈。ღ✿✿◈，能够显著提升栅极对沟道的控制能力ღ✿✿◈。

　　右侧的图表中将Intel的研究结果（THIS WORK）与其他同类研究进行了对比ღ✿✿◈，显示在驱动电流和次阈值摆幅上的明显优势某天女孩喝醉了ღ✿✿◈。

　　英特尔的研究验证了结合GAA架构和2D材料ღ✿✿◈，晶体管性能堪称飞跃ღ✿✿◈。而且一旦英特尔将基于硅的沟道性能推至极限ღ✿✿◈，采用2D材料的GAA晶体管很有可能会成为下一步发展的合理方向ღ✿✿◈。

　　就英特尔所观察到的而言ღ✿✿◈，晶体管数量的指数级增长趋势ღ✿✿◈，符合摩尔定律ღ✿✿◈，从微型计算机到数据中心ღ✿✿◈，晶体管数量每两年翻倍ღ✿✿◈。但是ღ✿✿◈，随着AI工作负载的持续增加ღ✿✿◈，AI相关能耗可能会在2035年超越美国当前的总电力需求ღ✿✿◈，能源瓶颈成为未来计算发展的关键挑战ღ✿✿◈。因此ღ✿✿◈，未来需要的是新型晶体管ღ✿✿◈。下一代晶体管需要具备超陡次阈值摆幅（低于60mV/dec）和极低的静态漏电流（I_off）ღ✿✿◈，支持在超低供电电压（300mV）下运行ღ✿✿◈。

　　英特尔也在材料和物理层面不断探索ღ✿✿◈，并在IEDM上展示了采用Ge（锗）纳米带结构的晶体管某天女孩喝醉了ღ✿✿◈，其9nm厚度和结合氧化物界面的创新设计ღ✿✿◈，为实现低功耗和高效传输奠定了基础ღ✿✿◈。Intel进一步研究结合高介电常数材料和新型界面工程凯发k8娱乐官网ღ✿✿◈。ღ✿✿◈，以开发更加节能高效的下一代晶体管ღ✿✿◈。

　　英特尔也呼吁整个行业共同推动晶体管技术的革命ღ✿✿◈，以满足万亿晶体管时代中AI应用的需求ღ✿✿◈。通过对过去60年晶体管发展的总结ღ✿✿◈，Intel同时提出了未来10年的发展目标ღ✿✿◈：1）必须开发能够在超低供电电压（300mV）下工作的晶体管ღ✿✿◈，以显著提高能效某天女孩喝醉了ღ✿✿◈，为普遍化的AI应用提供支持ღ✿✿◈；2）持续增加晶体管数量的技术是可行的某天女孩喝醉了k8凯发国际官方入口ღ✿✿◈，但能源效率的革命性突破将是未来发展的重点ღ✿✿◈。

　　随着晶体管和封装技术的持续微缩ღ✿✿◈，互连已成为半导体体系中的第三个关键要素ღ✿✿◈。这些互连导线负责连接数以万亿计的晶体管ღ✿✿◈。然而ღ✿✿◈，我们清晰地看到ღ✿✿◈，铜互连的时代正逐渐走向尾声ღ✿✿◈。铜互连存在一个实际问题ღ✿✿◈：使用时需要添加阻挡层和籽晶层ღ✿✿◈。随着尺寸的不断缩小ღ✿✿◈，这些相对高电阻的层占据了更多的可用空间ღ✿✿◈。英特尔观察到ღ✿✿◈，当线宽不断缩小时ღ✿✿◈，铜线的电阻率呈指数级上升ღ✿✿◈，达到难以接受的程度ღ✿✿◈。因此ღ✿✿◈，尽管晶体管尺寸越来越小ღ✿✿◈、密度和性能不断提升ღ✿✿◈，但传统的布线方式已无法满足连接所有晶体管的需求ღ✿✿◈。

　　英特尔的突破在于采用具有高成本效益的空气间隙钌（Ru）线路某天女孩喝醉了ღ✿✿◈，作为铜互连的潜在替代方案ღ✿✿◈。这个空气间隙解决方案无需昂贵的光刻技术ღ✿✿◈，也不需要自动对准通孔工艺ღ✿✿◈。它巧妙地将空气间隙ღ✿✿◈、减法钌工艺和图案化相结合晶片智造ღ✿✿◈，ღ✿✿◈，有望打造出合理的下一代互连技术ღ✿✿◈，使之与未来的晶体管和封装技术相匹配ღ✿✿◈。

　　这种新工艺在小于25nm的间距下ღ✿✿◈，实现了在匹配电阻条件下高达25%的电容降低ღ✿✿◈，有效提升了信号传输速度并减少了功耗ღ✿✿◈。高分辨率的显微成像展示了钌互连线和通孔的精确对齐ღ✿✿◈，验证了没有发生通孔突破或严重错位的问题ღ✿✿◈。减法钌工艺支持大规模生产（HVM）ღ✿✿◈，通过消除复杂的气隙排除区和选择性蚀刻需求ღ✿✿◈，具备实际应用的经济性和可靠性ღ✿✿◈。

　　半导体产业是一个高度复杂的生态系统凯发k8一触即发ღ✿✿◈。ღ✿✿◈，需要各方共同努力才能取得突破ღ✿✿◈。英特尔在封装ღ✿✿◈、晶体管和互连等领域的创新成果k8凯发国际官方入口ღ✿✿◈，为整个行业提供了宝贵的经验和启示机器人ღ✿✿◈。ღ✿✿◈。如同Sanjay Natarajan所述ღ✿✿◈，英特尔的目标是为整个行业提供路线图凯发在线平台-天生赢家 一触即发ღ✿✿◈，ღ✿✿◈，以协调和统一我们所有的研发资金和努力ღ✿✿◈。这样ღ✿✿◈，下一代产品和服务就能推动整个行业向前发展ღ✿✿◈，并继续推进摩尔定律某天女孩喝醉了ღ✿✿◈。英特尔确实始终将自己视为摩尔定律的守护者ღ✿✿◈，致力于承担这一责任ღ✿✿◈，不断探索推进摩尔定律的新技术ღ✿✿◈。这不仅是为了英特尔的利益ღ✿✿◈，更是为了整个行业的共同利益ღ✿✿◈。

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