Intel Foundry совместно с бельгийским исследовательским центром imec сообщила о важном прогрессе в разработке 2D-транзисторов. Речь идёт о структурах толщиной всего в несколько атомов, совместимых со стандартным 300-мм производственным процессом.
Ранее подобные транзисторы существовали лишь в лабораториях. Они изготавливались на небольших пластинах и с использованием экспериментального оборудования. Теперь же Intel демонстрирует, что ключевые этапы можно адаптировать под массовое производство.
Почему кремний приближается к своим пределам
Современные передовые техпроцессы — Intel 18A, TSMC N2 и Samsung SF3E — уже используют транзисторы Gate-All-Around (GAA). Следующим шагом считаются CFET, где транзисторы размещаются вертикально.
Однако, по мере дальнейшего масштабирования, кремниевые каналы становятся слишком тонкими. В результате ухудшается управление током и подвижность носителей. Именно поэтому индустрия всё активнее изучает 2D-материалы.
Такие материалы позволяют формировать каналы толщиной в несколько атомов. При этом сохраняется высокий уровень электрического контроля.
Какие материалы использует Intel и imec
В представленном исследовании использовались дихалькогениды переходных металлов (TMD). Для n-канальных транзисторов применялись WS₂ и MoS₂. Для p-каналов использовали WSe₂.
Сами материалы изучаются уже более десяти лет. Однако ключевая проблема заключалась в интеграции их в 300-мм фабричный процесс без повреждения хрупких слоёв.
Ключевое достижение — контакты и затворы
Главной инновацией стала фабрично совместимая схема формирования контактов и затворного стека. Intel вырастила высококачественные 2D-слои и защитила их многослойной оболочкой из AlOx, HfO₂ и SiO₂.
Затем применялось селективное травление оксидов. Оно позволило сформировать верхние контакты по дамасской технологии. При этом целостность 2D-каналов была сохранена.
Кроме того, были продемонстрированы производственно пригодные затворные модули. Ранее именно этот этап считался одним из главных барьеров для промышленного внедрения 2D-транзисторов.
Почему это важно уже сейчас
Очевидно, что такие транзисторы не появятся в серийных процессорах в ближайшие годы. Скорее всего, речь идёт о второй половине 2030-х или даже 2040-х годов.
Тем не менее, ценность работы заключается в снижении рисков. Intel и imec показали, что критические модули можно реализовать в условиях, близких к реальному производству.
Это позволяет заранее проводить моделирование, тестирование и проектирование. При этом используются не идеализированные лабораторные сценарии, а реалистичные фабричные ограничения.
Стратегический сигнал от Intel Foundry
Для Intel Foundry эта демонстрация несёт сразу два сигнала. Во-первых, компания продолжает инвестировать в технологии далёкого будущего. Это повышает доверие со стороны потенциальных заказчиков.
Во-вторых, Intel подчёркивает важность ориентации на производимость уже на этапе исследований. Такой подход снижает риск неприятных сюрпризов в будущем.
В итоге, Intel рассматривает 2D-материалы как резервный путь масштабирования. И этот путь прорабатывается задолго до того, как кремний достигнет своих физических пределов.
Подписывайтесь на наш телеграмм канал и читайте новости в удобном формате — https://t.me/occlub_ru.
