2nm芯片制造關鍵竟然是一臺微波爐

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2022-09-16 13:22:14 10

一個由科學家改裝的家用微波爐，正在幫助制造下一代手機、電腦和其他電子產品。這項發明被證明克服了半導體行業面臨的一個重大挑戰。

相關研究結果以“Efficient and stable activation by microwave annealing of nanosheet silicon doped with phosphorus above its solubility limit”為題，發表在科學期刊《應用物理學快報》（Applied Physics Letters）上。康奈爾大學材料科學與工程系教授 James Hwang 為改論文的通訊作者之一。

（來源：Applied Physics Letters）

隨著芯片尺寸變得越來越小，要想產生所需的電流，硅必須摻雜或混合更高濃度的磷。如今，半導體制造商正面臨著一個臨界極限，即使用傳統方法來加熱高摻雜材料已經無法生產出性能穩定的半導體。

半導體制造商臺積電（TSMC）認為，微波在理論上可以用來激活過量的摻雜劑。但是，就像家用微波爐有時會不均勻地加熱食物一樣，之前的微波退火裝置往往會產生“駐波”（standing waves），從而阻止摻雜劑的一致激活。

圖｜電子顯微鏡下的芯片（來源：維基百科）

為此，臺積電與 Hwang 合作，通過一個改進的微波爐選擇性地控制駐波發生的位置，從而可以在不過度加熱或損壞硅晶體的前提下，恰到好處地激活摻雜劑。

對此，Hwang 表示：“這一發現可以用于制造 2025 年前后生產的半導體材料和電子產品。”

甚至，Hwang 還說道：“目前，只有少數企業在生產 3 納米的半導體材料。這種新的微波方法有可能使臺積電（TSMC）和三星（Samsung）等芯片制造商將尺寸縮小到 2 納米。”

圖｜在改裝微波爐旁邊的 James Hwang（右）。

據介紹，這一突破可能會改變芯片中使用的晶體管的幾何形狀。

20 多年來，為了保證每個芯片上能裝載更多的晶體管，晶體管被制作成像背鰭一樣直立。

近年來，芯片制造商開始試驗一種新的結構，在這種結構下，晶體管可以呈水平堆疊狀。而微波退火使更多摻雜的材料成為可能，這是實現新結構的關鍵。(來源：快科技）

要聞2：傳拜登將對中國采取更廣泛的芯片和半導體設備出口限制內容

據路透社援引消息人士報道稱，美國總統拜登的政府計劃下個月擴大美國向中國出口芯片和芯片制造工具的限制。美國商務部將正式制定新規，禁止向生產14納米以下工藝先進半導體的中國工廠運送芯片制造設備，除非獲得商務部的許可。

三家美國公司——科磊（KLA Corp.）、拉姆研究（Lam Research Corp.）和應用材料（Applied Materials Inc.）——已經按照美國商務部今年早些時候的要求，實施限制條件。

此前美國商務部曾短暫要求英偉達（Nvidia）和AMD公司停止向中國出口多種用于人工智能的*計算機芯片。

當地時間8月9日，美國總統拜登在白宮簽署《芯片和科學法案》。該法案總共將為美國半導體產業的研發、制造和勞動力發展提供527億美元的資金，提高美國與中國在半導體行業的競爭力。8月25日，拜登又簽署了一項旨在實施“芯片法案”的行政命令，白宮在一份聲明中聲稱，這一行政命令反映了拜登-哈里斯政府的承諾，即迅速增加半導體產量，加強研究和設計領導地位，培養多樣化的半導體勞動力，使美國在*舞臺上具有競爭優勢。

據悉，美國商務部將在下個月正式制定出口先進的半導體芯片的許可規則。

山雨欲來，我們還是要打造獨立自主的產業體系。

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