文章摘要
【关 键 词】 芯片布线、节能计算、新材料、技术创新、3D堆叠
应用材料公司近期公布的芯片布线创新技术，为节能计算领域带来了突破性进展。该公司研发的新材料使得2nm节点制造成为可能，电路之间的宽度缩小至二十亿分之一米。这些技术进步不仅降低了布线电阻达25%，还使芯片电容减少了3%，对提高计算机系统的每瓦性能具有重要意义。
业界首次在量产中使用钌材料，实现了铜芯片布线的进一步扩展，同时新型增强型低k介电材料的应用，有效降低了芯片电容，增强了逻辑和DRAM芯片的3D堆叠能力。随着芯片制造商利用逻辑芯片制造的进步，内存芯片制造商也在评估这些技术以改进3D芯片堆叠。
尽管摩尔定律预测芯片上的元件数量每两年翻一番，但芯片行业已实现每两年三倍的进步，这得益于新材料的不断开发。应用材料公司专注于布线技术，因为现代芯片包含超过60英里的铜互连、18个金属层和多个关键层，形成了庞大的3D布线网络。
为了应对2nm及以下技术节点的挑战，应用材料公司推出了增强版Black Diamond材料，该材料以低介电常数薄膜包裹铜线，减少电荷积累，降低功耗并减少电信号干扰。此外，公司还推出了新型二元金属衬里，实现了超细铜线的制造，降低了电阻，提高了芯片性能和功耗。
应用材料公司的IMSTM（Integrated Materials Solution）整合了六种不同技术，采用钌和钴的二元金属组合，将衬里厚度减少33%，同时提供更好的表面特性，降低电线电阻。这种解决方案已被所有领先的逻辑和内存芯片制造商采用。
随着芯片布线技术的不断进步，应用材料公司在芯片布线工艺技术领域的领导地位得到巩固。从7nm节点到3nm节点，互连布线步骤增加了约三倍，为公司带来了更大的市场机会。预计背面供电技术的引入将使公司的布线机会进一步增加。
这些创新技术的发展，不仅推动了2nm及以上技术的发展，还有助于芯片行业保持每两年三次提高能源效率的趋势。随着AI时代的到来，对更节能的计算需求不断增长，芯片的布线和堆叠在性能和功耗方面的重要性日益凸显。应用材料公司的技术进步，为制造更好的GPU和其他AI芯片，满足未来需求提供了支持。
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【原文作者】 半导体行业观察
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