快进到1nm!华裔研究生率队突破芯片制程极限

DT半导体材料 2023-06-21 19:48

过去,在摩尔定律的驱动下,晶圆厂一直在紧追先进工艺,这场决赛的最后仅剩台积电、三星和英特尔这几家。

制程工艺的先进程度,也成为了全球晶圆代工领域的排名依据。目前,几位晶圆代工巨头在3nm、2nm竞相追赶。其中,台积电率先于去年宣布量产3nm芯片,并在近日透露已开启2nm芯片试产前期工作,目标今年试产近千片。

近日,三星半导体也宣布在其位于韩国的华城工厂开始量产全球最先进的3nm制程工艺,引起了业界的广泛关注。

就在众大厂还在集中精力攻克3nm、2nm制程之时,麻省理工学院一位华裔研究生的最新研究成果,能够使芯片制造工艺轻松突破1nm,并且可能不再依赖于EUV光刻机,这一研究引发业界热议。

华裔研究生,率队突破芯片制程极限

近日,麻省理工学院(MIT)电气工程与计算机科学系的华裔研究生朱家迪(Jiadi Zhu),在Nature Nanotechnology发布的一篇论文,引起科技界轰动。


朱家迪带领团队成功研制出原子级别厚度的芯片技术,这被认为是芯片行业又一个重要的技术突破。

朱家迪的研究破了常温条件下由二维(2D)材料制造成功的原子晶体管,每个晶体管只有3个原子的厚度,堆叠起来制成的芯片工艺将轻松突破1nm。


朱家迪拿着一块8英寸的二硫化钼薄膜CMOS晶圆


目前的半导体芯片都是在晶圆上通过光刻/蚀刻等工艺加工出来的三维立体结构,所以堆叠多层晶体管以实现更密集的集成是非常困难的 。

而且,现在先进制程工艺的发展似乎也在1~3nm这里出现了瓶颈,所以不少人都认为摩尔定律到头了。

但是由超薄2D材料制成的半导体晶体管,单个只有3个原子的厚度,可以大量堆叠起来制造更强大的芯片。

正因如此,朱家迪及其团队研发并展示了一种新技术,可以直接在硅芯片上有效地生成二维过渡金属二硫化物 (TMD) 材料层,以实现更密集的集成。

但是,直接将2D材料生成到硅CMOS晶圆上有一个问题,就是这个过程通常需要约600摄氏度的高温,但硅晶体管和电路在加热到400摄氏度以上时可能会损坏。

而朱家迪等人的研究成果就是,开发出了一种不会损坏芯片的低温生成工艺,可直接将2D半导体晶体管集成在标准硅电路之上。


此外,朱家迪的新技术还有两个优势:拥有更好的工艺+减少生成时间。

之前研究人员是先在其他地方生成2D材料,然后将它们转移到晶圆上,但这种方式通常会导致缺陷,进而影响设备和电路的性能,而且在转移2D材料时也非常困难。

相比之下, 这种新工艺会直接在整个8英寸晶圆上生成出光滑、高度均匀的材料层。

其次就是能够显著减少生成2D材料所需的时间。以前的方法需要超过一天的时间来生成2D材料,新方法则将其缩短到了一小时内。


“使用二维材料是提高集成电路密度的有效方法。我们正在做的就像建造一座多层建筑。如果你只有一层,这是传统的情况,它不会容纳很多人。但是随着楼层的增加,大楼将容纳更多的人,从而可以实现惊人的新事物。”

朱家迪在论文中这样解释,“由于我们正在研究的异质集成,我们将硅作为第一层,然后我们可以将多层2D材料直接集成在上面。”

业界呼吁:加强对半导体人才的重视

据了解,朱家迪于2015年入读北京大学微电子专业,2019年本科毕业后,进入麻省理工学院电气工程计算机科学系攻读博士学位,为异构集成和3D IC研究组成员,研究重点是将新兴的低维材料设备与设计技术协同优化 (DTCO) 方法相结合。 

朱家迪的研究成果,对于芯片行业来说无疑是一项重大突破。与此同时,国内业界人士也纷纷感叹,又一位优秀的华人为美国所用。

事实上,半导体行业向来不乏华人的身影。我们最为熟悉的英伟达CEO黄仁勋,便是一个典型代表。

黄仁勋于1963年2月17在中国台湾省台北市出生,祖籍浙江省青田县。1993年黄仁勋创立英伟达,经过30年,英伟达市值突破万亿美元,创造了历史。与此同时,黄仁勋身价也暴涨,突破330亿美元,成为今年彭博亿万富豪榜上财富增值最快的人,同时也是单日财富增加幅度最大的一位。

此外,AMD CEO苏姿丰、台积电创始人张忠谋、帮助光刻机厂商ASML坐上光刻机老大位置的林本坚等等都是华人。

中微半导体创始人尹志尧,也是硅谷芯片大神。他曾总结称,华人对美国集成电路历史的发展做出了巨大贡献。在创办中微半导体发展国产刻蚀机之前,尹志尧曾在硅谷有一段工作经历。他表示英特尔某些研究题库组组长,经理绝大部分是华人,工艺集成部门最能干的几位工程师多数也是华人。

因此,尹志尧、任正非都曾呼吁国内要对人才加强重视。任正非曾说:“要让中国的鸡回中国下蛋。”因此,华为对待人才也从不吝啬,“天才少年”计划就是其吸引顶尖人才、重视人才的一项重要举措。

目前,我国半导体行业高端人才仍然存在较大缺口,若相关企业、科研机构能加强对这方面的重视,加大人才吸引力度,相信会有越来越多的人才回归祖国,为中国半导体突破“卡脖子”难题做出贡献。




扫码立即报名

DT半导体材料 聚焦于半导体材料行业的最新动态
评论
  • 2024年是很平淡的一年,能保住饭碗就是万幸了,公司业绩不好,跳槽又不敢跳,还有一个原因就是老板对我们这些员工还是很好的,碍于人情也不能在公司困难时去雪上加霜。在工作其间遇到的大问题没有,小问题还是有不少,这里就举一两个来说一下。第一个就是,先看下下面的这个封装,你能猜出它的引脚间距是多少吗?这种排线座比较常规的是0.6mm间距(即排线是0.3mm间距)的,而这个规格也是我们用得最多的,所以我们按惯性思维来看的话,就会认为这个座子就是0.6mm间距的,这样往往就不会去细看规格书了,所以这次的运气
    wuliangu 2025-01-21 00:15 320浏览
  •     IPC-2581是基于ODB++标准、结合PCB行业特点而指定的PCB加工文件规范。    IPC-2581旨在替代CAM350格式,成为PCB加工行业的新的工业规范。    有一些免费软件,可以查看(不可修改)IPC-2581数据文件。这些软件典型用途是工艺校核。    1. Vu2581        出品:Downstream     
    电子知识打边炉 2025-01-22 11:12 134浏览
  • Ubuntu20.04默认情况下为root账号自动登录,本文介绍如何取消root账号自动登录,改为通过输入账号密码登录,使用触觉智能EVB3568鸿蒙开发板演示,搭载瑞芯微RK3568,四核A55处理器,主频2.0Ghz,1T算力NPU;支持OpenHarmony5.0及Linux、Android等操作系统,接口丰富,开发评估快人一步!添加新账号1、使用adduser命令来添加新用户,用户名以industio为例,系统会提示设置密码以及其他信息,您可以根据需要填写或跳过,命令如下:root@id
    Industio_触觉智能 2025-01-17 14:14 145浏览
  • 现在为止,我们已经完成了Purple Pi OH主板的串口调试和部分配件的连接,接下来,让我们趁热打铁,完成剩余配件的连接!注:配件连接前请断开主板所有供电,避免敏感电路损坏!1.1 耳机接口主板有一路OTMP 标准四节耳机座J6,具备进行音频输出及录音功能,接入耳机后声音将优先从耳机输出,如下图所示:1.21.2 相机接口MIPI CSI 接口如上图所示,支持OV5648 和OV8858 摄像头模组。接入摄像头模组后,使用系统相机软件打开相机拍照和录像,如下图所示:1.3 以太网接口主板有一路
    Industio_触觉智能 2025-01-20 11:04 194浏览
  • 嘿,咱来聊聊RISC-V MCU技术哈。 这RISC-V MCU技术呢,简单来说就是基于一个叫RISC-V的指令集架构做出的微控制器技术。RISC-V这个啊,2010年的时候,是加州大学伯克利分校的研究团队弄出来的,目的就是想搞个新的、开放的指令集架构,能跟上现代计算的需要。到了2015年,专门成立了个RISC-V基金会,让这个架构更标准,也更好地推广开了。这几年啊,这个RISC-V的生态系统发展得可快了,好多公司和机构都加入了RISC-V International,还推出了不少RISC-V
    丙丁先生 2025-01-21 12:10 586浏览
  •  万万没想到!科幻电影中的人形机器人,正在一步步走进我们人类的日常生活中来了。1月17日,乐聚将第100台全尺寸人形机器人交付北汽越野车,再次吹响了人形机器人疯狂进厂打工的号角。无独有尔,银河通用机器人作为一家成立不到两年时间的创业公司,在短短一年多时间内推出革命性的第一代产品Galbot G1,这是一款轮式、双臂、身体可折叠的人形机器人,得到了美团战投、经纬创投、IDG资本等众多投资方的认可。作为一家成立仅仅只有两年多时间的企业,智元机器人也把机器人从梦想带进了现实。2024年8月1
    刘旷 2025-01-21 11:15 658浏览
  • 数字隔离芯片是一种实现电气隔离功能的集成电路,在工业自动化、汽车电子、光伏储能与电力通信等领域的电气系统中发挥着至关重要的作用。其不仅可令高、低压系统之间相互独立,提高低压系统的抗干扰能力,同时还可确保高、低压系统之间的安全交互,使系统稳定工作,并避免操作者遭受来自高压系统的电击伤害。典型数字隔离芯片的简化原理图值得一提的是,数字隔离芯片历经多年发展,其应用范围已十分广泛,凡涉及到在高、低压系统之间进行信号传输的场景中基本都需要应用到此种芯片。那么,电气工程师在进行电路设计时到底该如何评估选择一
    华普微HOPERF 2025-01-20 16:50 122浏览
  • 本文介绍瑞芯微开发板/主板Android配置APK默认开启性能模式方法,开启性能模式后,APK的CPU使用优先级会有所提高。触觉智能RK3562开发板演示,搭载4核A53处理器,主频高达2.0GHz;内置独立1Tops算力NPU,可应用于物联网网关、平板电脑、智能家居、教育电子、工业显示与控制等行业。源码修改修改源码根目录下文件device/rockchip/rk3562/package_performance.xml并添加以下内容,注意"+"号为添加内容,"com.tencent.mm"为AP
    Industio_触觉智能 2025-01-17 14:09 203浏览
  • 临近春节,各方社交及应酬也变得多起来了,甚至一月份就排满了各式约见。有的是关系好的专业朋友的周末“恳谈会”,基本是关于2025年经济预判的话题,以及如何稳定工作等话题;但更多的预约是来自几个客户老板及副总裁们的见面,他们为今年的经济预判与企业发展焦虑而来。在聊天过程中,我发现今年的聊天有个很有意思的“点”,挺多人尤其关心我到底是怎么成长成现在的多领域风格的,还能掌握一些经济趋势的分析能力,到底学过哪些专业、在企业管过哪些具体事情?单单就这个一个月内,我就重复了数次“为什么”,再辅以我上次写的:《
    牛言喵语 2025-01-22 17:10 175浏览
  • 故障现象 一辆2007款日产天籁车,搭载VQ23发动机(气缸编号如图1所示,点火顺序为1-2-3-4-5-6),累计行驶里程约为21万km。车主反映,该车起步加速时偶尔抖动,且行驶中加速无力。 图1 VQ23发动机的气缸编号 故障诊断接车后试车,发动机怠速运转平稳,但只要换挡起步,稍微踩下一点加速踏板,就能感觉到车身明显抖动。用故障检测仪检测,发动机控制模块(ECM)无故障代码存储,且无失火数据流。用虹科Pico汽车示波器测量气缸1点火信号(COP点火信号)和曲轴位置传感器信
    虹科Pico汽车示波器 2025-01-23 10:46 70浏览
  • 高速先生成员--黄刚这不马上就要过年了嘛,高速先生就不打算给大家上难度了,整一篇简单但很实用的文章给大伙瞧瞧好了。相信这个标题一出来,尤其对于PCB设计工程师来说,心就立马凉了半截。他们辛辛苦苦进行PCB的过孔设计,高速先生居然说设计多大的过孔他们不关心!另外估计这时候就跳出很多“挑刺”的粉丝了哈,因为翻看很多以往的文章,高速先生都表达了过孔孔径对高速性能的影响是很大的哦!咋滴,今天居然说孔径不关心了?别,别急哈,听高速先生在这篇文章中娓娓道来。首先还是要对各位设计工程师的设计表示肯定,毕竟像我
    一博科技 2025-01-21 16:17 158浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦