2023 में सेमीकंडक्टर उद्योग के लिए नौ तकनीकी नवाचार

नए थर्मल ट्रांजिस्टर से लेकर तेज़ सेमीकंडक्टर सामग्री तक, ये सबसे महत्वपूर्ण तकनीकी नवाचार सेमीकंडक्टर उद्योग को आगे बढ़ा रहे हैं।

1,थर्मल ट्रांजिस्टर का परिचय

कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स के शोधकर्ताओं की एक टीम द्वारा विकसित एक क्रांतिकारी थर्मल ट्रांजिस्टर ने एक तकनीकी सफलता हासिल की है। इसमें कंप्यूटर चिप्स के थर्मल प्रबंधन के लिए परमाणु-स्तर के डिजाइन और आणविक इंजीनियरिंग में अद्वितीय क्षमता है। यह नया ऑल-सॉलिड-स्टेट थर्मल ट्रांजिस्टर विद्युत क्षेत्र प्रभावों के माध्यम से अर्धचालक तत्व के अंदर थर्मल गति को सटीक रूप से नियंत्रित करता है। परमाणु स्तर के डिजाइन और आणविक इंजीनियरिंग के संदर्भ में, कंप्यूटर चिप्स के थर्मल प्रबंधन में अद्वितीय क्षमता है। और वर्तमान अर्धचालक विनिर्माण प्रक्रियाओं के साथ अनुकूलता। ट्रांजिस्टर ने 1 मेगाहर्ट्ज़ से अधिक की रिकॉर्ड-ब्रेकिंग स्विचिंग गति हासिल की और थर्मल चालकता विनियमन के मामले में पिछली सीमाओं से अधिक, थर्मल चालकता के मामले में 1300% ट्यूनेबिलिटी प्रदान की।

2,एएसएमएल का ईयूवी लिथोग्राफी मशीन अपग्रेड

2023 में, ASML ने Intel को अपनी पहली हाई-NA EUV स्कैनिंग लिथोग्राफी मशीन, ट्विन्सकैन EXE:5000 वितरित की है। डिवाइस का सहयोगात्मक विकास 2018 में शुरू हुआ। इंटेल ने 2025 में उच्च मात्रा में उत्पादन के लिए वाणिज्यिक-ग्रेड ट्विनस्कैन EXE:5200 उपकरणों को तैनात करने की योजना बनाई है। हाई-एनए ईयूवी स्कैनिंग लिथोग्राफी मशीन का 0.55NA लेंस 8nm के रिज़ॉल्यूशन की गारंटी देता है, जो कि है 3nm से ऊपर उन्नत चिप उत्पादन के लिए आवश्यक। इस अत्याधुनिक डिवाइस को अपनाने वाली पहली कंपनी बनकर, इंटेल ने उद्योग मानकों को स्थापित करने में एक रणनीतिक लाभ प्राप्त किया है, जो भविष्य में संभावित रूप से प्रतिद्वंद्वियों सैमसंग और टीएसएमसी को पीछे छोड़ देगा।

3.चिप डिज़ाइन के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता

चिप डिज़ाइन में कृत्रिम बुद्धिमत्ता की शक्ति का दावा करने वाले एक विवादास्पद शोध पत्र से Google ने उद्योग को चौंका दिया है। Google का दावा है कि AI तकनीक छह घंटे से भी कम समय में उसके AI चिप्स की अंतर्निहित प्रसंस्करण इकाइयों की लेआउट योजना को गति देती है, जो मानव विशेषज्ञों की तुलना में कहीं अधिक है। TPU v5 नामक चिप अब विवाद का कारण बन रही है। Google का दावा है कि उसका उद्देश्य मानव डिजाइनरों को प्रतिस्थापित करना नहीं है, बल्कि यह प्रदर्शित करना है कि AI चिप डिजाइन पर सहयोग कर सकता है।

4, चिप रिवर्स बिजली आपूर्ति प्रौद्योगिकी

Intel, RibbonFET के साथ सावधानीपूर्वक एक नई तकनीक, PowerVia पेश कर रहा है। पॉवरविया रियर पॉवर ट्रांसमिशन का उपयोग करता है, पॉवर इंटरकनेक्ट को सिलिकॉन सामग्री के नीचे रखता है, जिसके परिणामस्वरूप आवृत्ति में 6 प्रतिशत की वृद्धि, अधिक कॉम्पैक्ट डिज़ाइन और 30 प्रतिशत कम बिजली की खपत होती है।इंटेल की उत्पादन प्रक्रिया में पावरविया का सफल एकीकरण 2024 में स्ट्रिप एफईटी ट्रांजिस्टर के साथ 20ए नोड्स के लिए मार्ग प्रशस्त करता है, जो संभावित रूप से नैनोशीट ट्रांजिस्टर और बैकसाइड पावर ट्रांसमिशन में टीएसएमसी और सैमसंग जैसे प्रतिस्पर्धियों को पीछे छोड़ देगा।

5. लेजर एकीकृत चिप

फोटोनिक इंटीग्रेटेड सर्किट (पीआईसी) का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है, जिन्हें हाई-स्पीड ऑप्टिकल ट्रांससीवर्स और एलआईडीएआर जैसे अनुप्रयोगों में तैनात किया गया है। हालाँकि, सिलिकॉन की सीमित चमकदार दक्षता के कारण, लेजर को सिलिकॉन फोटोनिक चिप्स पर एकीकृत करना एक बड़ी चुनौती है। बेल्जियम में नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स रिसर्च एंड डेवलपमेंट सेंटर इमेक ने अनुसंधान का नेतृत्व किया। फ्लिप चिप प्रसंस्करण में, लेजर कोर को सबमाइक्रोन सटीकता के साथ सटीक रूप से संरेखित किया जाता है, स्थानांतरित किया जाता है और सिलिकॉन फोटोनिक्स वेफर से जोड़ा जाता है।

लेजर कोर को स्थानांतरित करने के कई तरीके हैं, एक है माइक्रो पैड प्रिंटिंग तकनीक, चिपकने वाले या आणविक बंधन का उपयोग, रैपिड असेंबली और कपलिंग। उच्च-थ्रूपुट परिदृश्यों में इसका उच्च अनुप्रयोग मूल्य है जहां बड़ी संख्या में स्तर 3-5 घटकों को एकीकृत करने की आवश्यकता होती है। वेफर बॉन्डिंग 3-5 सिलिकॉन वेफर बॉन्डिंग का एक और तरीका है, जो समानांतर में कई उपकरणों को संसाधित कर सकता है और ऑप्टिकल इंटरफेस के लिए उच्च दक्षता रखता है।

6,फोटॉन फ्यूजन

स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी के कांग्रेव लैब के शोधकर्ता अपफ़्रीक्वेंसी रूपांतरण पर ध्यान केंद्रित करने के साथ फोटोक्रोमिज्म का नेतृत्व कर रहे हैं, जो दो कम-ऊर्जा फोटॉनों को एक उच्च-ऊर्जा फोटॉन (फोटॉन फ्यूजन) में परिवर्तित करने की प्रक्रिया है। ट्रिपलेट-ट्रिप्लेट विनाश विधि का उपयोग करते हुए, जो पैलेडियम, इरिडियम, या प्लैटिनम जैसी भारी धातुओं के साथ-साथ रूब्रीन जैसी उत्प्रेरक सामग्री वाले ट्रिपलेट के प्रकाश संवेदनशील गुणों का लाभ उठाता है, टीम ने उच्च का कुशल उत्सर्जन हासिल किया है- ऊर्जा फोटॉन. यह प्रक्रिया प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को तरंग दैर्ध्य में परिवर्तित करती है जिसे सिलिकॉन सौर कोशिकाओं द्वारा अवशोषित किया जा सकता है, अर्थात प्रकाश के रंग को परिवर्तित किया जा सकता है (रंग बदलने वाली तकनीक)। इस प्रक्रिया को सौर दक्षता में सुधार के लिए लागू किया गया है और इससे सौर दक्षता 15-20% तक बढ़ सकती है।

7,चिप-स्तरीय इलेक्ट्रॉन त्वरक

एर्लांगेन और नूर्नबर्ग विश्वविद्यालय के भौतिकविदों ने श्रृंखला-आकार के इलेक्ट्रॉन त्वरक में महत्वपूर्ण प्रगति की है। चिप पर त्वरक बनाने के लिए ढांकता हुआ सामग्रियों का उपयोग करके, टीम ने 225 नैनोमीटर चौड़ा और 0.5 मिलीमीटर लंबा एक चैनल बनाया जो सटीक समयबद्ध अवरक्त लेजर दालों और 2 माइक्रोन ऊंचे 733 सिलिकॉन कॉलम के माध्यम से इलेक्ट्रॉन ऊर्जा को 43 प्रतिशत तक बढ़ा सकता है। यह त्वरक भौतिकी, नैनोफोटोनिक इलेक्ट्रॉन त्वरक के क्षेत्र में एक बड़ी छलांग प्रदान करता है, जिसे इलेक्ट्रॉन बीम लिथोग्राफी जैसी मानक स्वच्छ कमरे तकनीकों का उपयोग करके बनाया जा सकता है।

8,नए उच्च गति अर्धचालकों के लिए सामग्री

वैज्ञानिकों ने उस चीज़ की खोज की है जिसके बारे में वे अब तक का सबसे तेज़ और सबसे कुशल अर्धचालक पदार्थ होने का दावा करते हैं, Re6Se8Cl2। सामग्री रेनियम, सेलेनियम और क्लोरीन से बनी है, जो क्लस्टर बनाती है जिन्हें "सुपरएटम" कहा जाता है। ये सुपरएटम एक अनूठी संरचना बनाते हैं जिसमें एक्सिटॉन, इलेक्ट्रॉनों और इलेक्ट्रॉन छिद्रों की बंधी हुई अवस्थाएं, बिखरने वाली अवस्थाओं के बजाय फोनन से बंध जाती हैं, जिसके परिणामस्वरूप नए क्वासिपार्टिकल्स बनते हैं जिन्हें ध्वनिक एक्साइटन-पोलारोन कहा जाता है।

9,सेमीकंडक्टर स्थिरता मुद्दे: गैलियम नाइट्राइड और सिलिकॉन कार्बाइड

पारंपरिक सिलिकॉन प्रौद्योगिकी की तुलना में गैलियम नाइट्राइड (GaN) और सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) अर्धचालकों के लाभों के कारण, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स का क्षेत्र एक बड़े बदलाव के दौर से गुजर रहा है। मिश्रित अर्धचालकों के क्षेत्र पर आधारित गैलियम नाइट्राइड ने 2001 के आसपास प्रकाश व्यवस्था के क्षेत्र में एक क्रांतिकारी बदलाव की शुरुआत की, जिससे वैश्विक गैलियम नाइट्राइड एलईडी प्रकाश बाजार में 50% से अधिक की हिस्सेदारी हो गई। यह बदलाव न केवल प्रकाश बिजली की खपत को 30 से 40 प्रतिशत तक कम करता है, बल्कि बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स में व्यापक क्रांति के लिए मंच भी तैयार करता है। GaN और SiC, जो अपनी बेहतर दक्षता और कार्यक्षमता के साथ बहुत योगदान देते हैं, महत्वपूर्ण पावर इलेक्ट्रॉनिक्स अनुप्रयोगों में सिलिकॉन की जगह ले रहे हैं। ये दोनों सामग्रियां ऊर्जा की बर्बादी को कम करती हैं और भारी पर्यावरणीय लाभ भी पहुंचाती हैं।

ये नई तकनीकी प्रगति, सेमीकंडक्टर उद्योग को आकार देने के साथ-साथ, अगले कुछ वर्षों में सेमीकंडक्टर उद्योग के विकास की दिशा को भी उजागर करती है। प्रौद्योगिकी की सीमाएँ लगातार टूट रही हैं, और एकमात्र स्थिरांक निरंतर नवाचार है।

फाउंटिल टेक्नोलॉजीज पीटीई लिमिटेड, सेमीकंडक्टर विनिर्माण उद्योग पर ध्यान केंद्रित कर रहा है, मुख्य उत्पादों में शामिल हैं: पिन चक, छिद्रपूर्ण सिरेमिक चक, सिरेमिक अंत प्रभावक, सिरेमिक स्क्वायर बीम, सिरेमिक स्पिंडल, संपर्क और बातचीत के लिए आपका स्वागत है!