2023년 반도체산업 9대 기술혁신

새로운 열 트랜지스터부터 더 빠른 반도체 재료에 이르기까지 이러한 가장 중요한 기술 혁신은 반도체 산업을 발전시키고 있습니다.

1,열 트랜지스터 도입

캘리포니아 대학교 로스앤젤레스 연구팀이 개발한 혁신적인 열 트랜지스터가 기술적 혁신을 달성했습니다. 컴퓨터 칩의 열 관리를 위한 원자 수준 설계 및 분자 공학 분야에서 비교할 수 없는 잠재력을 가지고 있습니다. 이 새로운 전고체 열 트랜지스터는 전기장 효과를 통해 반도체 요소 내부의 열 운동을 정밀하게 제어합니다. 원자 수준 설계 및 분자 공학 측면에서 컴퓨터 칩의 열 관리는 비교할 수 없는 잠재력을 가지고 있습니다. 그리고 현재의 반도체 제조 공정과의 호환성. 이 트랜지스터는 1MHz 이상의 기록적인 스위칭 속도를 달성했으며 열전도율 측면에서 1300% 조정 가능성을 제공하여 열전도율 조절 측면에서 이전 제한을 초과했습니다.

2,ASML의 EUV 리소그래피 장비 업그레이드

2023년에 ASML은 최초의 High-NA EUV 스캐닝 리소그래피 기계인 Twinscan EXE:5000을 Intel에 납품했습니다. 장치의 공동 개발은 2018년에 시작되었습니다. Intel은 2025년에 대량 생산을 위해 상용 등급 Twinscan EXE:5200 장치를 배포할 계획입니다. High-NA EUV 스캐닝 리소그래피 기계의 0.55NA 렌즈는 8nm의 해상도를 보장합니다. 3nm 이상의 고급 칩 생산에 필수적입니다. 인텔은 이 최첨단 장치를 채택한 최초의 회사가 됨으로써 업계 표준을 설정하는 데 전략적 이점을 얻었으며 향후 경쟁사인 삼성과 TSMC를 능가할 가능성이 있습니다.

삼.칩 설계를 위한 인공지능

Google은 칩 설계에서 인공 지능의 힘을 주장하는 논란의 여지가 있는 연구 논문으로 업계에 충격을 주었습니다. 구글은 AI 기술이 AI 칩의 기본 처리 장치 레이아웃 계획 속도를 6시간 이내에 인간 전문가의 속도를 훨씬 뛰어넘는 속도로 가속화한다고 주장합니다. TPU v5라고 불리는 이 칩은 현재 논란을 불러일으키고 있습니다. 구글은 자신의 목표가 인간 설계자를 대체하는 것이 아니라 AI가 칩 설계에 협력할 수 있음을 보여주는 것이라고 주장합니다.

4, 칩 역방향 전원 공급 기술

인텔은 RibbonFET과 함께 새로운 기술인 PowerVia를 조심스럽게 도입하고 있습니다. PowerVia는 후면 전력 전송을 사용하여 실리콘 소재 바닥에 전력 상호 연결을 배치함으로써 주파수가 6% 증가하고 디자인이 더욱 컴팩트하며 전력 소비가 30% 낮아졌습니다.PowerVia가 Intel의 생산 공정에 성공적으로 통합됨에 따라 2024년에 스트립 FET 트랜지스터를 갖춘 20A 노드를 위한 길을 열었으며 잠재적으로 나노시트 트랜지스터 및 후면 전력 전송 분야에서 TSMC 및 Samsung과 같은 경쟁사를 능가할 수 있습니다.

5. 레이저 통합 칩

광자 집적 회로(PIC)는 고속 광 트랜시버 및 LiDAR과 같은 애플리케이션에 널리 사용되어 왔습니다. 그러나 실리콘의 제한된 발광 효율로 인해 레이저를 실리콘 포토닉 칩에 통합하는 것은 큰 과제입니다. 벨기에의 나노전자공학 연구개발센터 Imec이 연구를 주도했습니다. 플립 칩 처리에서 레이저 코어는 서브미크론 정확도로 정밀하게 정렬되어 실리콘 포토닉스 웨이퍼에 전송 및 결합됩니다.

레이저 코어를 전송하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 그 중 하나는 마이크로 패드 인쇄 기술, 접착제 또는 분자 결합 사용, 신속한 조립 및 결합입니다. 많은 수의 레벨 3-5 구성 요소를 통합해야 하는 높은 처리량 시나리오에서 높은 적용 가치를 갖습니다. 웨이퍼 본딩은 3-5 실리콘 웨이퍼 본딩의 또 다른 방법으로, 여러 장치를 병렬로 처리할 수 있고 광학 인터페이스에 대한 효율성이 더 높습니다.

6,광자 융합

스탠포드 대학교 Congreve Lab의 연구원들은 두 개의 저에너지 광자를 하나의 고에너지 광자로 변환하는 과정인 상향 주파수 변환(광자 융합)에 중점을 두고 광변색 현상을 개척하고 있습니다. 연구팀은 팔라듐, 이리듐, 백금 등의 중금속과 루브렌 등의 활성화 물질을 함유한 삼중항의 감광성 특성을 활용한 삼중항-삼중항 소멸법을 이용해 효율적인 고효율 발광을 달성했다. 에너지 광자. 빛의 파장을 실리콘 태양전지가 흡수할 수 있는 파장으로 변환하는 공정, 즉 빛의 색을 변환하는 공정(색변환 기술)입니다. 이 공정은 태양광 효율을 향상시키기 위해 적용되었으며 태양광 효율을 15~20%까지 높일 수 있습니다.

7,칩레벨 전자가속기

에를랑겐 대학교와 뉘른베르크 대학교의 물리학자들은 사슬 크기의 전자 가속기 분야에서 상당한 발전을 이루었습니다. 칩에 가속기를 만들기 위해 유전체 재료를 사용하여 팀은 폭 225나노미터, 길이 0.5밀리미터의 채널을 만들었습니다. 이 채널은 정확한 시간에 맞춰진 적외선 레이저 펄스와 2미크론 높이의 733개 실리콘 기둥을 통해 전자 에너지를 43%까지 크게 증가시킬 수 있습니다. 이는 전자빔 리소그래피와 같은 표준 청정실 기술을 사용하여 구축할 수 있는 가속기 물리학, 나노광자 전자 가속기 분야에서 큰 도약을 제공합니다.

8,새로운 고속 반도체용 소재

과학자들은 현재까지 가장 빠르고 효율적인 반도체 재료라고 주장하는 Re6Se8Cl2를 발견했습니다. 이 물질은 레늄, 셀레늄, 염소로 구성되어 있으며 "슈퍼원자"라고 알려진 클러스터를 형성합니다. 이러한 슈퍼원자는 전자와 정공의 결합 상태인 엑시톤이 산란 상태 대신 포논에 결합하여 음향 엑시톤-폴라론이라는 새로운 준입자를 생성하는 독특한 구조를 만듭니다.

9,반도체 지속 가능성 문제: 질화 갈륨 및 탄화 규소

질화갈륨(GaN)과 탄화규소(SiC) 반도체가 기존 실리콘 기술에 비해 갖는 장점으로 인해 전력 전자 분야는 큰 변화를 겪고 있습니다. 화합물 반도체 분야를 모태로 하는 질화갈륨은 2001년을 전후해 조명 분야에 혁명적인 변화를 촉발하며 전 세계 질화갈륨 LED 조명 시장의 50% 이상을 빠르게 주도했다. 이러한 변화는 조명 전력 소비를 30~40% 줄일 뿐만 아니라 전력 전자 분야의 더 넓은 혁명을 위한 발판을 마련합니다. 뛰어난 효율성과 기능성으로 크게 기여하는 GaN과 SiC는 중요한 전력 전자 애플리케이션에서 실리콘을 대체하고 있습니다. 이 두 가지 재료는 에너지 낭비를 줄이고 환경에도 큰 이점을 가져옵니다.

이러한 새로운 기술 발전은 반도체 산업을 형성하는 동시에 향후 몇 년간 반도체 산업의 발전 방향을 강조합니다. 기술의 경계는 끊임없이 무너지고 있으며, 변함없는 유일한 것은 끊임없는 혁신입니다.

Fountyl Technologies PTE Ltd는 반도체 제조 산업에 주력하고 있으며 주요 제품은 다음과 같습니다: 핀 척, 다공성 세라믹 척, 세라믹 엔드 이펙터, 세라믹 사각 빔, 세라믹 스핀들, 연락 및 협상 환영!