W największej na świecie fabryce półprzewodników dzieje się wiele. Chipy TSMC w technologii 3 nm wejdą do masowej produkcji w czwartym kwartale tego roku, a N3E, ulepszona wersja węzła procesowego korzystającego z technologii 3 nm, ma rozpocząć komercyjną produkcję w drugiej połowie 2023 roku. Rynek półprzewodnikowy jest jednak niecierpliwy w wyczekiwaniu do 2025 roku na produkcję w zakładzie Baoshan w Hsinchu. Oczekuje się, że chipy 2-nm zaoferują od 10% do 15% wyższą prędkość pracy, zużywając przy tym od 25% do 30% mniej energii w porównaniu do układów produkowanych przez TSMC w technologii 3 nm.
Źródła w TSMC wskazują, że jego technologie produkcyjne poza węzłem 3 nm są obecnie na etapie poszukiwania ścieżki do realizacji i dalszego rozwoju. Jednak fakt, że TSMC już pracuje nad technologią 1 nm, jest kluczowym osiągnięciem.
Przełom w technologii 1 nm
Dalsza miniaturyzacja technologii procesów półprzewodnikowych zwiększa rezystancję na złączach, więc TSMC i inne megafabryki dążą do znalezienia materiału styków, który ma bardzo niską rezystancję, może przenosić wysokie prądy i może być używany do produkcji seryjnej. W maju 2022 roku TSMC poinformowało, że opracowało kluczowe rozwiązania dla węzła procesowego 1 nm we współpracy z MIT i NTU, ale wyjaśniono również, że odkrycia te niekoniecznie muszą zostać w najbliższym czasie wykorzystane w komercyjnej produkcji chipów.
W artykule opublikowanym wspólnie przez MIT, NTU i TSMC opisano wyzwania produkcyjne spowodowane przez przerwy w przewodności wywołane metalem oraz sposób, w jaki technologie jednowarstwowe cierpią z powodu przerw wywołanych metalem. Następnie proponuje się wykorzystanie bizmutu i niektórych półprzewodzących jednowarstwowych dichalkogenów metali przejściowych w celu zmniejszenia rozmiaru przerw, dzięki czemu powstałe tranzystory 2D są znacznie mniejsze, niż było to możliwe wcześniej.
Połączenie półmetalicznych elektrod bizmutowych z materiałami 2D może znacznie zmniejszyć rezystancję i zwiększyć przewodzenie prądu.
Przełom dotyczy nowego zestawu materiałów, które mogą tworzyć tranzystory jednowarstwowe — lub dwuwymiarowe (2D) — w chipie w celu skalowania ogólnej gęstości przez współczynnik odpowiadający liczbie warstw. Zespoły z TSMC i MIT zademonstrowały kontakty omowe o niskiej rezystancji z różnymi istniejącymi materiałami półprzewodnikowymi, w tym dwusiarczkiem molibdenu (MoS2), dwusiarczkiem wolframu (WS2) i dwusiarczkiem wolframu (WSe2).
Krótko mówiąc, użycie materiałów innych niż krzem umożliwia tworzenie bardzo małych tranzystorów — tak małych jak 1 nm. Jednak, jak przyznają naukowcy z TSMC, 1-nm węzeł procesowy prawdopodobnie nie będzie używany jeszcze przez wiele lat. Niemniej jednak prace mające na celu znalezienie odpowiedniej struktury tranzystora, a także odpowiednich materiałów tranzystorowych do realizacji geometrii procesu 1 nm, są ekscytującym osiągnięciem.
Źródło: https://www.edn.com/tsmc-approaching-1-nm-with-2d-materials-breakthrough/
Cool? Ranking DIY
. Mam nadzieję, że wiedzą co robią?
