Applied Materials оприлюднили розробки в галузі розведення мікросхем для енергоефективних обчислень

Applied Materials представив інновації в галузі мікросхем, які спрямовані на подолання проблем енергоефективних обчислень. Завдяки впровадженню нових матеріалів, ці досягнення дозволять виробляти вузли з товщиною шару два нанометри, що дозволить зменшити опір проводки до 25% і місткість мікросхем до 3%.

Виробники мікросхем вже використовують ці технології в логічних елементах, а виробники модулів пам’яті оцінюють їхній потенціал для покращення технології тривимірного монтажу на кристалі. Ця технологія має на меті полегшити виробництво мікросхем з трильйонами транзисторів, таких як сучасні графічні процесори, щоб не відставати від закону Мура, який передбачає подвоєння кількості компонентів на чіпі приблизно кожні два роки.

За останні 15 років індустрія мікросхем досягла потрійного підвищення продуктивності кожні два роки, в основному завдяки новим матеріалам і технологіям. Алекс Янсен, директор з маркетингу продукції компанії Applied Materials, наголосив на важливості продовження цієї тенденції завдяки інноваціям в області дизайну, транзисторів, монтажу та вдосконаленої комплектації.

Сучасні мікросхеми, що мають понад 96 кілометрів мідних з’єднань і безліч критично важливих шарів, утворюють складну тривимірну мережу контактів. Компанія Applied Materials, один з провідних виробників обладнання для виробництва напівпровідників, продемонструвала свої нові досягнення в галузі матеріалознавства на виставці Semicon West у Сан-Франциско. Ці технології покликані підвищити продуктивність на кожен ват комп’ютерних систем, дозволяючи масштабувати мідні комунікації до розмірів 2 нанометрових вузлів і нижче.

Прабу Раджа, президент групи напівпровідникових продуктів в Applied Materials, підкреслив необхідність більш енергоефективних обчислень в епоху штучного інтелекту, зазначивши, що провідники та стеки мікросхем мають вирішальне значення для продуктивності та енергоспоживання. Новітнє інтегроване рішення Applied Materials дозволяє масштабувати низькоомну мідну електричну інфраструктуру до нових ангстремних вузлів, одночасно зменшуючи місткість і зміцнюючи мікросхеми для вдосконаленого тривимірного монтажу.

Сучасні логічні мікросхеми містять десятки мільярдів транзисторів, з’єднаних мікроскопічною мідною проводкою завдовжки понад 96 кілометрів. Кожен шар проводки починається з тонкої плівки діелектрика, витравленої для створення каналів, заповнених міддю. Діелектрики з низьким коефіцієнтом діелектричної провідності та мідь стали промисловими стандартами, що дозволило покращити масштабування, продуктивність та енергоефективність.

Однак, коли галузь масштабується до 2 нм і нижче, тонші діелектрики послаблюють мікросхеми у механічному відношенні, а вужчі мідні дроти збільшують електричний опір, впливаючи на продуктивність і енергоспоживання. Щоб розв’язати ці проблеми, компанія Applied Materials представила вдосконалену версію свого матеріалу Black Diamond, що входить до сімейства Producer Black Diamond PECVD. Цей новий матеріал зменшує діелектричну проникаючу здатність, що забезпечує масштабування до 2 нм і нижче, одночасно збільшуючи механічну міцність, необхідну для передової тривимірної архітектури та стекування пам’яті.

Новітнє інтегроване рішення для матеріалів (Integrated Materials Solution, IMS) поєднує шість технологій в одній високовакуумній системі, в якій використовується бінарна металева комбінація рутенію та кобальту (RuCo). Ця комбінація зменшує товщину підкладки на 33% до 2 нм, покращує властивості поверхні для безпорожнинного наплавлення міді та знижує опір електричної лінії на 25%, підвищуючи продуктивність та енергоспоживання мікросхем.

Нова технологія розв’язує проблему створення низькоомної безпорожнинної мідної проводки у все більш вузьких траншеях. Завдяки використанню рутенієвого та кобальтового покриття, більше міді поміщається в траншею, зменшуючи опір та покращуючи продуктивність.

Відгуки споживачів від лідерів галузі, таких як Samsung Electronics та TSMC, підкреслюють важливість цих інновацій для зменшення опору міжз’єднань та покращення енергоефективності. Очікується, що впровадження задньої подачі живлення ще більше розширить можливості Applied Materials на ринку.

Компанія зосереджується на вдосконаленні як зовнішньої, так і внутрішньої провідності, щоб задовольнити вимоги високопродуктивних мікросхем для обробки обчислень ШІ. Ці досягнення будуть додатково обговорені на технологічному семінарі Semicon West 2024, де буде підкреслено їхній вплив на продуктивність та енергоефективність майбутніх чіпів.