Закон мура (Moore Law) — эрудитный закон, предложенный в 1965 году одним из основателей Intel гордоном муром, указывающий на то, что количество транзисторов, вмещаемых на интегральных электромагистралях, удваивается примерно каждые 18-24 месяца, а производительность соответственно увеличивается. В последние десятилетия законы мура сыграли важную роль в продвижении технологического прогресса в полупроводниковой промышленности и экономического роста. Однако, по мере того, как процесс производства развивается, закон мура сталкивается с трудностями своих физических пределов, одним из главных узких узлов является сокращение размера транзистора.

В настоящее время индустрия полупроводников приближается к этому физическому пределу. Новейшие технологические узлы 2 нм (нм) считаются ключевым этапом. 2nm чип означает, что решётка транзистора составляет всего 2 нанометра в длину, что близко к физическому пределу кремния. Чтобы понять важность этого шага, мы должны сначала понять текущее положение технологий и задачи, стоящие перед ними.

Во-первых, квантовый эффект становится более заметным по мере уменьшения размера транзистора. Квантовый туннельный эффект позволяет электронам проходить через сеточный слой окисления, который должен был стать изолятором, что приводит к увеличению тока утечки, снижая надежность и эффективность устройства. Кроме того, сокращение размера увеличивает сложность и стоимость производственного процесса, и чрезвычайно высокая технологическая точность требует увеличения дефектов и коэффициентов отказов в производственных процессах.

Несмотря на эти проблемы, индустрия полупроводников не остановилась. Многие компании и исследовательские учреждения активно разрабатывают технологии производства для 2nm и следующих узлов. Например, ведущие производители чипов, такие как TSMC (TSMC) и Samsung, объявили о своей 2nm технологической карте. В 2025 году digital electric планирует производить 2nm чипы в количественном объеме, в то время как samsung хотят достичь аналогичных целей в одно и то же время.

Для достижения количественного производства узлов 2nm требуются различные технологические инновации. Во-первых, выбор материалов и технологические усовершенствования. Высокоподвижные материалы, такие как кремний германий (SiGe) и химические соединения III-V, изучаются для замены традиционных кремниевых материалов, которые повышают уровень миграции электронов и снижают энергопотребление. Во-вторых, дальнейшая зрелость и применение технологии ультрафиолетовой гравировки (EUV) также имеют решающее значение, и фотогравировка EUV может обеспечить более тонкое разрешение узора, таким образом поддерживая меньший размер транзистора.

Кроме того, развитие трехмерной интеграции (3D IC) также предоставляет новые пути для прорыва пределов закона мура. Многослойная слоя чипа в вертикальном направлении может значительно увеличить интенсивность и производительность без уменьшения плоского размера. Кроме того, продвинутые технологии инкапсуляции, такие как изометрическая интеграция и кристаллический уровень инкапсуляции, предоставляют новые возможности для улучшения производительности чипа FW82807A и снижения энергопотребления.

Следует отметить, что погоня за чипами 2nm не ограничивается только техническими аспектами, но также связана с конкуренцией на рынке и национальной стратегией. Полупроводники, являющиеся основой современного технологического и экономического развития, будут обладать важными преимуществами в глобальной технологической конкуренции, как страны, так и компании, обладающие возможностями производства продвинутых чипов. Страны и регионы, представляющие США, Китай, японию и европейский союз, усиливают инвестиции и поддержку в полупроводниковые отрасли, стремящиеся занять первое место в гонке за новым поколением технологий чипа.

Суммируя, постепенно возникают предельные проблемы закона мура, в то время как чип 2nm представляет собой важную фазу процесса. Несмотря на огромные технические проблемы и проблемы производства, мировая полупроводниковая промышленность продолжает инновации и прогресс. Прорывом в области материаловедения, производства технологических технологий и интегрированных технологий, ожидается, что чип 2nm и ниже узлов в течение следующих нескольких лет будут производиться в количественном объеме, обеспечивая новые источники энергии для развития и применения информационных технологий. Как показал закон мура в последние несколько десятилетий, технологический прогресс часто превосходит ожидания, и у нас есть основания полагать, что индустрия полупроводников продолжит преодолевать трудности, чтобы встретить более разумное и эффективное будущее.

PCD3.M5540