Trong một bước tiến đáng kể của ngành bán dẫn, một bài đánh giá mới từ “Diễn đàn Shuang-Qing” cung cấp cái nhìn tổng quan toàn diện về những tiến bộ và lộ trình chiến lược cho vật liệu hai chiều (2D).
Lộ trình phát triển tương lai của quy hoạch bố trí tài liệu thông tin 2D. Nguồn: Nhà xuất bản Khoa học Trung Quốc
Nỗ lực tập thể này của các học giả hàng đầu Trung Quốc vạch ra quá trình chuyển đổi vật liệu 2D từ nghiên cứu cơ bản sang phát triển công nghiệp, nêu bật vai trò quan trọng của các công cụ chuyên dụng, AI và sự hợp tác giữa giới học thuật và ngành công nghiệp để thúc đẩy cuộc cách mạng công nghệ này.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science China Information Sciences .
Kỷ nguyên mới trong thu nhỏ chất bán dẫn
Trong 70 năm qua, ngành công nghiệp bán dẫn đã là động lực thúc đẩy những tiến bộ công nghệ, với sự cải tiến liên tục về hiệu suất và thu nhỏ.
Việc theo đuổi Định luật Moore đã dẫn đến việc khám phá các vật liệu và hình học mới, trong đó các vật liệu 2D như dichalcogenides kim loại chuyển tiếp (TMD) nổi bật như những ứng cử viên tiềm năng cho các bóng bán dẫn thế hệ tiếp theo dựa trên kênh mỏng nguyên tử.
Lộ trình chiến lược cho vật liệu 2D
Bài đánh giá nhấn mạnh sự cần thiết của các công nghệ và công cụ chuyên dụng để đáp ứng các tiêu chuẩn công nghiệp cho vật liệu 2D. Nó nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phát triển, mô tả đặc tính và thiết kế mạch của vật liệu, tạo tiền đề cho nỗ lực hợp tác giữa giới học viện và ngành công nghiệp nhằm thúc đẩy nghiên cứu vật liệu 2D trong thập kỷ tiếp theo. Các phần chính của lộ trình bao gồm:
- Vật liệu, mở rộng quy mô với độ chính xác: Tương lai của vật liệu bán dẫn 2D phụ thuộc vào việc mở rộng quy mô sản xuất với độ chính xác. Ngành công nghiệp này đã có những bước tiến với tấm wafer đơn tinh thể loại n 2 inch, nhưng thách thức về khuyết tật vật liệu vẫn còn. Sự phát triển của các tinh thể đơn lớn hơn với khả năng kiểm soát khuyết tật chính xác và việc tạo ra các vật liệu loại p/n phù hợp với hiệu suất của silicon là những hướng đi chính cho sự phát triển trong tương lai.
- Đặc tính hóa, vai trò không thể thiếu của AI: Các kỹ thuật mô tả đặc tính tinh vi đã đạt tới mức độ phân giải dưới nguyên tử, đáp ứng nhu cầu của vật liệu 2D. Việc tích hợp các công cụ AI là rất quan trọng đối với các tiêu chí đánh giá được chuẩn hóa và tinh chỉnh, đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong việc phân tích siêu dữ liệu thử nghiệm.
- Thiết bị điện tử, sức mạnh tổng hợp của BEOL và FEOL: Các thiết bị bán dẫn 2D đang tiến tới các chỉ số hiệu suất cạnh tranh với các thiết bị dựa trên silicon. Những tiến bộ trong tương lai sẽ tập trung vào các công nghệ nền tảng như tích hợp HKMG và doping có thể kiểm soát, tập trung vào việc tối ưu hóa hiệu suất, mức tiêu thụ điện năng và diện tích.
- Quản lý nhiệt và kết nối, khắc phục độ trễ RC: Quản lý nhiệt hiệu quả và giảm độ trễ RC là rất quan trọng trong các thiết bị bán dẫn. Việc sử dụng các vật liệu có hằng số điện môi thấp hơn và sự tích hợp của các vật liệu 2D như boron nitrit lục giác (h-BN) và graphene được thiết kế để nâng cao hiệu suất và độ tin cậy.
- Mạch tích hợp, bao gồm tích hợp 3D: Tương lai của mạch tích hợp (IC) dựa trên chất bán dẫn 2D đang hướng tới tích hợp 3D. Quá trình chuyển đổi này sẽ tận dụng những lợi thế của chất bán dẫn 2D để tích hợp không đồng nhất 3D nguyên khối, nâng cao hiệu suất và chức năng năng lượng ở cấp độ chip.
- Tích hợp quang điện tử, con đường dẫn đến công nghệ thông lượng cao: Tích hợp quang điện tử sẵn sàng trở thành hướng then chốt trong công nghệ thông tin thông lượng cao. Sự tổng hợp các tinh thể đơn chất lượng cao, quy mô lớn và sự tiến bộ của các thiết bị tích hợp đa chức năng là chìa khóa cho quỹ đạo tương lai này.
Mời đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
