[新聞] 台積電1奈米製程突破點找到了 IBM哭哭
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原文標題:台積電1奈米製程突破點找到了 IBM哭哭
(請勿刪減原文標題)
原文連結:https://ctee.com.tw/news/tech/462047.html
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發布時間:2021.05.19
(請以原文網頁/報紙之發布時間為準)
原文內容:工商時報 數位編輯
全球晶圓代工龍頭台積電所掌握先進製程,在該領域擁有超高市占率,與競爭對手拉開技
術差距,隨著矽基半導體逼近物理極限,各界都在尋找克服困境的材料。台灣大學與攜手
台積電、美國麻省理工學院(MIT),發現二維材料結合半金屬鉍(Bi)能達到極低的電
阻,接近量子極限,有助於實現半導體1奈米以下的艱鉅挑戰。
這項研究已於《自然》期刊(Nature)公開發表。這項跨國研究始於2019年,合作時間長
達1年半,包括台大、台積電、MIT都投入研究人力,共同為半導體產業開創新路。
博士沈品均則指出,過去半導體使用三維材料,物理特性與元件結構發展到3奈米製程節
點,這次研究改用二維材料,厚度可小於1 奈米(1~3層原子厚),更逼近固態半導體材
料厚度的極限。而半金屬鉍的材料特性,能消除與二維半導體接面的能量障礙,且半金屬
鉍沉積時,也不會破壞二維材料的原子結構,台大團隊運用下一世代的微影技術,透過氦
離子束微影系統(Helium-ion beam lithography)將元件縮小至奈米尺寸,獲得突破性
的成果。
隨著先進製程發展至5奈米製程,甚至是3奈米製程,電晶體數目再度逼近物理極限。從過
去的MOSFET(金氧半場效電晶體)、FinFET(鰭式場效電晶體),甚至是將在3奈米、2奈
米製程採用的環繞閘極技術(Gate-All-Around,GAA),1奈米製程透過僅1~3層原子厚的
二維材料,電子從源極(source)走以二硫化鉬為材料的電子通道層,上方有閘極(gate
)加壓電壓來控制,再從汲極(drain)流出,這項研究透過鉍這個材料,來做為接觸電
極的結構,大幅降低電阻並提高傳輸電流,讓二維材料成為可能取代矽,成為新興的半導
體材料。
至於先前由國際商業機器公司IBM發表採用GAA技術的2奈米製程晶片,聲稱比起當前最先
進的7奈米、5奈米製程晶片,2奈米製程電晶體密度更高、增加45%效能、能源效率提升
達75%。相較之下,IBM提供了GAA技術2奈米製程實現的可能性,但其接觸電極的接點採
用的仍是銅,為金屬材料,相較之下,台大與台積電、MIT的研究團隊採用的是半金屬,
更有效改善電阻與電流問題,達到歐姆接觸(Ohmic)。值得注意的是,進入先進製程節
點後,原本奈米製程節點所述數字指的是閘極長度,後來已經不一定符合該邏輯,主要是
各家晶圓代工廠所採用的電晶體結構不同所致。
(中時新聞網 呂承哲)
心得/評論:台積電就是強就是穩,管你是三星還是英特爾還是IBM,在晶圓代工領域上通通
不是台積電的對手啦,最近也開始下雨了,對台積電來講也是利多,相信台積電在晶圓代工
霸主的地位上,還能維持個五年以上應該沒問題的。
※必需填寫滿20字
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