Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

TSMC zbliża się do 1 nm, dzięki przełomowi w materiałach 2D

ghost666 26 Nov 2022 14:53 789 6
  • TSMC zbliża się do 1 nm, dzięki przełomowi w materiałach 2D
    Proces produkcji chipów o wymiarze charakterystycznym 1 nm w TSMC zaczyna nabierać kształtu. Po tym, jak tego lata wyniki współpracy z MIT i National University of Taiwan (NTU) zostały upublicznione, TSMC planuje podobno budowę fabryki pracującej w technologii 1 nm w Taoyuan na Tajwanie. Według raportu opublikowanego w Taiwan News, nowy zakład produkcyjny chipów 1 nm będzie zlokalizowany w parku przemysłowym w Longtan District, gdzie TSMC prowadzi już dwa zakłady obudów i testowania półprzewodników.

    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.

    TSMC zbliża się do 1 nm, dzięki przełomowi w materiałach 2D
    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
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 11500 posts with rating 9721, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.
  • #2
    Marek_Skalski
    VIP Meritorious for electroda.pl
    ghost666 wrote:
    Następnie proponuje się wykorzystanie bizmutu i niektórych półprzewodzących jednowarstwowych dichalkogenów metali przejściowych
    Czyli mamy bardzo prawdopodobny brak zgodności z RoHS. Ciekawe jak takie układy wejdą na rynek w Europie i USA?
    ghost666 wrote:
    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).
    Z mojego podwórka: molibden w strukturach półprzewodnikowych ma jedną paskudną cechę - powoli dyfunduje w strukturze, tworząc mostki i powodując w długim terminie (miesięcy, lat) zniszczenie warstw tlenku krzemu, czyli nieodwracalne uszkodzenie struktury.
    Podsumowując dwie prezentowane opcje: jak nie urok, to sraczka.
  • #3
    ghost666
    Translator, editor
    Marek_Skalski wrote:
    ghost666 wrote:
    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).
    Z mojego podwórka: molibden w strukturach półprzewodnikowych ma jedną paskudną cechę - powoli dyfunduje w strukturze, tworząc mostki i powodując w długim terminie (miesięcy, lat) zniszczenie warstw tlenku krzemu, czyli nieodwracalne uszkodzenie struktury.


    Ciekawe. Pracowałeś z molibdenem jako elementem warstwy metalizacji czy gdzie? w MoSe2 czy MoS2 ten metal jest raczej stabilnie związany. Pracowałem kiedyś z tym materiałem i pierwsze słyszę o takim efekcie, ale chętnie dowiem się więcej.
  • #4
    RitterX
    Level 39  
    Czysty bizmut i pole magnetyczne działającego układu scalonego :) . Mam nadzieję, że wiedzą co robią?
  • #5
    ghost666
    Translator, editor
    Gdyby ktoś był zainteresowany, to doszukałem się publikacji, która wiele wyjaśnia w zakresie tego o czym pisze news...

    https://sci-hub.se/10.1038/s41586-021-03472-9
  • #6
    Marek_Skalski
    VIP Meritorious for electroda.pl
    @ghost666 Pracowałem z molibdenem i miedzią, które były zanieczyszczeniami na waflach. Forma związana może być faktycznie korzystna i bardziej stabilna. :)

    @RitterX Zamiast pisać tak enigmatycznie, to mógłbyś rozwinąć swoją wypowiedź i wyjaśnić, że bizmut jest pierwiastkiem wykazującym największy współczynnik Halla. Jeżeli zatem ktoś chce zrobić doprowadzenia sygnałów z użyciem takiego materiału, a układ może pracować w zmiennym i/lub intensywnym polu magnetycznym, to efekty mogą być zabawne lub tragiczne. ;)
  • #7
    RitterX
    Level 39  
    Marek_Skalski wrote:
    @RitterX Zamiast pisać tak enigmatycznie, to mógłbyś rozwinąć swoją wypowiedź i wyjaśnić, że bizmut jest pierwiastkiem wykazującym największy współczynnik Halla. Jeżeli zatem ktoś chce zrobić doprowadzenia sygnałów z użyciem takiego materiału, a układ może pracować w zmiennym i/lub intensywnym polu magnetycznym, to efekty mogą być zabawne lub tragiczne.

    Nie jestem w stanie wykluczyć, że przy tych wymiarach charakterystycznych własności bizmutu w polu magnetycznym są wykorzystywane i o to w tej bajce chodzi? Zachowanie materiałów w polu magnetycznym, by nie być enigmatycznym ;) , jest powiązane ze zjawiskami kwantowymi na poziomie atomów czyli skalowanie w dół do 2D nie powoduje zmiany zachowania atomów bizmutu w polu magnetycznym. Na poziomie kwantowym bizmut jest zdrowo pokręcony, jak mało który pierwiastek.

    Pierwszym skojarzeniem odnośnie użycia bizmutu był memrystor, do którego realizacji HP użyło dwutlenku tlenku tytanu czyli materiału także 2D ale to nie koniecznie jedyny materiał na ten element.
    Rozwój elementów elektronicznych wykorzystywanych do obliczeń albo jako pamięć nie koniecznie musi być powiązany z logiką dwustanową. Memrystory są coraz częściej wykorzystywane jako elementy sieci neuronowych. Czytałem artykuł o użyciu macierzy memrystorów do szybkiego klasyfikowania obiektów.