半导体封装测试展|半导体材料将迎来“黄金时代”

前不久，天津大学纳米颗粒与纳米系统国际研究中心的马雷精英团队破解了一直以来阻拦石墨烯材料电子学发展的核心瓶颈问题，构建了一个新式相对稳定的半导体石墨烯材料，再次引发市场对石墨烯材料的高度关注。

实际上，在摩尔定律逼近极限之际，根据半导体器件自主创新提高集成电路芯片特性已经成为领域关注的重点。半导体封装测试展了解到，继荷兰ASML、日本佳能相继官宣2nm生产设备最新消息后，众多半导体设备原材料生产商反响强烈：未来10年，半导体设备材料领域即将迎来“黄金时代”。

下个十年是“原材料时代”

德国默克集团公司电子器件业务CEO凯・贝克曼说，如今电子行业正在从过去二十年里依靠工具推进技术的时代，转向“原材料时代”的下个十年。半导体2nm时代，制程工艺逐渐逼近物理极限，简单依靠更小的尺寸、更高的集成度实现集成电路芯片更新迭代的方式已难以为继。

在半导体器件生产商英特格CEO詹姆斯·奥尼尔看来，三十年前，先进生产工艺需要利用光刻机制备更小尺寸的晶体三极管，进而提升半导体特性，但当前，材料创新已成为半导体性能提升的主要驱动力；凯・贝克曼支持这一观点，认为尽管光刻工具非常重要，但现在更重要的是半导体器件。

具体而言，芯片内部晶体三极管设计和层叠日趋繁杂，芯片生产已接近尾原子尺度极限，将来半导体器件发展趋势不能只是依靠光刻工艺，也要新型材料来共同促进。这个在2nm时代显得更为重要。

“2nm制程的芯片代工生产制造，对半导体器件特性提出了更高的挑战。”赛迪研究院工程师池宪念向《中国电子报》记者表示，“一是在光刻方面需要光刻胶及辅材达到比较小线距生产制造的需要；二是在小线距布线方面需要回路电阻低、比较宽温度范围内热平稳好、粘附好、横向均匀、扩散层薄等性能更高的金属材料；三是在精细化硅晶圆加工和清洗方案方面，需要大量极细研磨材料和高纯度特气等先进半导体器件。”

半导体封装测试展了解到，理论概念里的“完美设计”无远弗届，现实中的芯片生产却存在物理学界限。不论是对于设计更加繁杂的芯片封装，从传统的平面结构晶体三极管到鳍式场效应晶体管（FinFET），再从全环绕栅极晶体三极管（Gate-All-Around FET）的多级跨越；还是存储芯片在3D NAND领域的激烈竞争，以更多的芯片层叠层数争取更大的储存容量，就像现在三星、SK海力士和美光等厂商生产的芯片层数已突破230层，正向300乃至更多层发起冲锋。这两个领域能否取得进一步发展，都不再简单依靠光刻设备升级，也呼唤着一个全新的尖端原材料。

半导体封装测试展了解到，当制造工艺和设备的“内卷”逼近天花板，半导体材料有望成为行业的下一个风口。詹姆斯·奥尼尔将当前生产3D晶体管芯片比喻成“在直升机上给建筑喷漆”，需要将创新材料“均匀地覆盖顶部、底部和侧面”，目前材料行业正在想办法从原子尺度上实现这一点。

文章来源:中国电子报