中国团队披露新型晶体管，VLSI 2025亮点回顾

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文章摘要

今年的VLSI大会聚焦了半导体领域的最新进展，涵盖了从芯片制造到存储技术的多个关键领域。FlipFET设计展示了中国在半导体研发中的创新能力，该技术通过翻转晶圆在正面和背面分别形成NMOS和PMOS晶体管，实现了与CFET类似的性能，但面临成本高和良率低的挑战。在DRAM领域，4F2和3D架构成为未来发展的关键方向。4F2通过垂直沟道晶体管解决了单元接触面积和电阻问题，而3D DRAM则有望在不依赖先进光刻技术的情况下提升密度。台积电在DRAM BEOL技术上的创新，展示了在BEOL金属层内制造存储器阵列的潜力，尽管目前密度较低，但未来可能改变芯片设计方式。

非易失性动态随机存取存储器（NVDRAM）的进展也值得关注，美光公司展示了采用4F2架构和钌字线的铁电DRAM，尽管其节能效果有限，但技术适用于未来的DRAM节点。在材料方面，二维材料被认为是取代硅的潜在候选者，尤其是过渡金属二硫属化物（TMD）单层，尽管目前尚未实现大规模生产，但台积电和英特尔已展示了相关技术的初步成果。

Forksheet和CFET架构则代表了逻辑器件的未来发展方向。Forksheet通过在NMOS和PMOS之间添加介电壁，进一步缩小了器件间距，而CFET则通过堆叠NMOS和PMOS晶体管，有望在2030年左右实现商业化。英特尔在18A工艺上的突破，结合了GAA晶体管和PowerVia背面供电网络，显著提升了性能和密度，预计将在2025年投入量产。

最后，数字孪生技术在半导体设计和制造中的应用，展示了从原子级到晶圆厂级别的全面优化潜力。通过虚拟环境中的模拟，工程师能够在硅片进入晶圆厂之前确保设计的可行性和优化工艺参数，从而缩短开发周期并降低成本。Lam Research提出的“无人值守”晶圆厂概念，进一步展望了未来晶圆厂自动化和智能化的发展方向。