吴汉明院士:后摩尔时期前端制造濒临三个挑战

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    吴汉明院士:后摩尔时期前端制造濒临三个挑战

    发布日期:2022-03-24 12:33    点击次数:138

     

    3月15日,中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明在2021 第十九届中国半导体封装测试技能与阛阓年会(CSPT 2021)上暗示,后摩尔时期导致前端制造将濒临三个挑战:基础挑战为精密图形、中枢挑战为新材料、终极挑战为良率的提高。此外,他在演讲中建议了三条不错冲突高算力发展瓶颈的立异阶梯:三维异质集成晶圆级集成、存算一体范式、可重构盘算架构。

    如何应酬阛阓关于算力需求的提高?

     

    吴汉明指出,现时摩尔定律发展依然开动放缓,晶体管密度不成按照以往两年加多一倍的节拍发展。从制变老本上来看,在28纳米往时的工艺制变老本下落速率较快,但28纳米之后制变老本下落趋缓。性能方面,在2002年往时大略每年都不错提高52%,到2014年,每年提高降为12%。到2018年,每年性能仅能提高3.5%,是以性能提高也呈趋缓态势。

    万般迹象标明,后摩尔时期依然莅临,吴汉明合计这导致前端制造时将濒临三个挑战:基础挑战为精密图形、中枢挑战为新材料、终极挑战为良率的提高。

    如何应酬阛阓关于算力需求的提高?吴汉明暗示,通过盘算范式、芯片架构和集成步调等技能立异,不错冲突高算力发展的瓶颈,并建议三条立异阶梯:一是三维异质集成晶圆级集成;二是存算一体范式;三是可重构盘算架构。现时,基于TSV(硅通孔)的三维异质异构芯片依然公拓荒布过了;秉承28纳米工艺的全球最大容量存算一体芯片,单芯片算力达到了300-500TOPS;秉承40纳米工艺的羼杂粒度可重构芯片也达成了服从全球朝上。吴汉明建议,在1~2年内,将存算一体芯片和可重构盘算芯片诈欺三维集成技能集成在一张Substrate(基底),随后在3~4年内,再通过晶圆级集成在一个大硅片上。

     

    中国急需一条先导线让交叉学科达成产业化

    在谈到集成电路产教交融话题时,吴汉明指出芯片制造技能效果转折的特色,一是转让,将技能隆重、不错在坐褥上径直应用的效果,在其使用范围内加以应用和试验,扩大坐褥领域。二是转折,将实验室赢得的初试效果进行计划拓荒和中间熟习,使之变成坐褥上不错径直秉承的隆重技能,达成大坐褥。就转折而言,中枢在于是演示坐褥可行性,也等于中试步调考据,也不错合计是短少中试的技能转折难以坐褥化。

    集成电路器件的四大产教交融效果转折包括三维器件(FinFET)、高介电常数和金属栅(HKMG)、应变硅(Strained Si)以及源漏提高(Raised S/D)。实验室的效果通过Pilot-line(先导线)达成产业的效果转折。我国现时着实通过产教交融转折出来的还很少。吴汉明指出中枢问题在于,咱们缺一条Pilot-line,使得交叉学科不错吐花为止,着实达成产业化。

    吴汉明一直在做准备,但愿筹建一个具有成套工艺线三大功能的产教交融世界平台,三大功能辞别为:一是协同立异,打造假想制造一体化平台,从假想到熟习再到制造,裁减研发周期;二是人才培养,从各个方面复古新工科学院树立,让学生有契机从假想到制造,着实全处所的了解集成电路;三是生态树立,维持产业链树立,完善立异生态。吴汉明指出,成套工艺是学科交叉的技巧,是效果退换的阶梯,亦然产业水平的汇聚记号。现时,产教交融的浙江大学成套工艺研发线依然在树立当中,展望本年9月完成,10月开动流片。 

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    作家丨许子皓

    剪辑丨徐恒

    美编丨马利亚 



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