复旦大学突破CFET晶体管技术,成功绕开了EUV工艺!

在老美的芯片规则之下,国内无法获取到EUV光刻机,导致先进的量产工艺被卡在了14nm上,原因就在于7nm以下工艺,需要用到极紫外光刻技术,才能实现晶体管的高精度尺寸微缩。

这项技术是由欧美主导的,极紫外光源设备制造复杂,因此它们一直都对我国采取高度的垄断和封锁,而在国内现有的节点下,只有实现了CFET晶体管技术,才能够实现高性能芯片的制造。

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芯片产业发展遇瓶颈

数字化社会的全面普及,芯片的重要性愈发凸显,能够获取到什么样的芯片,直接决定着一个国家科技发展的上限,这也是芯片产业近些年成为关注焦点的原因所在,在芯片规则的不断升级下,国内唯有完成芯片的自主化,才能够彻底的解决问题。

台积电之所以能够成为最顶尖的芯片制造厂商,主要原因在于ASML提供的EUV光刻机,而台积电即时的技术反馈,也不断帮助到光刻机进行改良和升级,先进的工艺虽然短时间内解决了性能需求,但伴随着摩尔定律极限的靠近,也留下了一大堆急需解决的问题。

伴随着芯片工艺的提升,造芯过程中的成本也成倍增长,3nm芯片的设计成本达到了5.811亿美元,相比于28nm的4280万美元,已经提升了十几倍,然而越是先进的工艺,相较于上一代性能的提升越有限,就连苹果公司也不得不考虑产出比问题。

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而台积电也面临着类似的问题,单片晶圆的价格也不断的上涨,28nm晶圆仅为3千美元,而3nm晶圆已经突破到了2万美元,多次向市场提出的涨价要求均被否决,3nm产能也正是因为成本问题,遭到了苹果、英特尔等厂商的否决,因此市场急需新技术来降低成本。

而目前市面上的芯片堆叠、芯粒等等技术,就是各大芯片厂商想出来的解决方法,利用后道的封装工艺,实现对于性能的提升,让不同架构的芯片封装在一起,在不改变原有制程工艺的情况下,实现性能的大幅度提升,虽然在一定程度上解决了问题,但并非是完美的方案。

而一直希望“弯道超车”的中国开始发力而来,但现有的技术节点,缺失了关键设备EUV光刻机,难以实现7nm以下的芯片制造,因此只能通过新工艺来提升芯片的性能,弥补在制程工艺上的不足,没想到这种走“捷径”的方式,还真的复旦大学给弄成功了。

复旦大学攻克关键技术

复旦大学选择从芯片设计上入手,对能够大幅提升密度的三维叠层互补晶体管(CFET)技术进行研发,硅基二维异质集成叠层晶体管技术被提出,引入到传统的硅基芯片制造当中,4英寸大规模三维异质集成互补场效应晶体管成功制备,集成密度在同等节点上实现翻倍,优越的器件性能直接体现了出来。

相比于硅基材质,二维原子晶体在原子层精度上的提升,让其在小尺寸环境的短沟道控制能力更加的优越,在按照正常程序制备的硅基上,融入三维堆叠的二硫化钼(MoS2),经由一系列的反应形成异质CFET结构。

而二硫化钼的低温工艺能都与之高度兼容,避免器件退化的同时,还能够有效的降低工艺难度,该项技术一旦被全面应用,将有效降低晶体管的密度问题。

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而CEFT晶体管技术已经被列为未来发展重点,被认为是用于2nm、3nm芯片制造的GAAFET工艺的“接班人”,如果能够与芯粒技术结合应用,就能够有效解决芯片制造的成本问题,目前英特尔已经开始展开对应的布局。

最为关键的是能够降低对先进工艺的依赖,只要性能够达标的话,很可能后续就不再需要EUV光刻机了,毕竟一台上亿美元的EUV光刻机,并非是想要就能要的,摆脱对于ASML的依赖,才是目前急需的。

如果能够实现CEFT晶体管技术的全面应用,只要国内能够实现28nm工艺自主化,就足以应对现阶段的一切需求,目前国内在芯片后道技术上,还是位于世界一流水平的,这也是我们弯道超车的关键,对此你们是这么看的呢?