BBIN BBIN宝盈imec副总裁：半导体行业的趋势

　　imec CMOS 技术高级副总裁 Sri Samavedam近日接受采访，在采访中他回顾了重要的半导体行业趋势，并且解释了imec 如何在其各种核心CMOS 研发计划内部和跨部门应对这些趋势。

　　答：使用晶圆背面为设备供电是下一个主要的性能提升器。晶圆正面的传统金属层将用于路由信号，而晶圆背面的金属层将用于供电。将电源传输和信号路由分开可以降低电源中的压降（从而提高性能）并减少前端金属路由的拥塞。英特尔宣布，他们将在 2nm 节点上引入这种带有纳米片器件的器件。

　　纳米片和叉片之外的器件架构是互补 FET (CFET)，其中 N 和 P 器件使用复杂的集成相互堆叠。有几种可能的 CFET 类型，imec正处于寻路的早期阶段。

　　在后端金属化中，铜双镶嵌集成将让位于高纵横比金属蚀刻以形成低于 20nm 间距的图案线。我们一直专注于将钌用于直接金属蚀刻。为了降低电阻，钌的纵横比将随着气隙的增加而增加，以减少电容的影响。这些更改将确保后端 RC（电阻-电容）扩展路线图在多个节点上继续进行。

　　答：逻辑和内存组件的扩展变得越来越困难。即使由于集成复杂性导致成本继续增加，节点到节点的改进也在减少。在设计方面，有一种趋势是为每个功能（如神经处理、图形、视频等）创建更多特定领域的加速器，并且更加关注硬件-软件协同优化，以在系统级别获得更多收益。

　　还有一个驱动力来确定特定技术以解决系统瓶颈，例如内存墙（如何以高带宽获取数据，以足够的速度和足够低的功率为逻辑内核供电），电源墙（如何有效地处理电力传输和散热）或数据通信瓶颈（如何确保有线、光子学和无线基础设施能够处理成倍增长的数据流量），而不是依赖现成的通用技术。

　　在 AMD 的 V-cache 技术等高性能计算空间中有一些示例，其中使用 3D 集成使额外的 SRAM 内存更接近 CPU。另一个例子是使用硅中介层桥接连接 Apple M1 Ultra 片上系统 (SoC) 中的两个 CPU 芯片。随着光学 IO 系统中数据带宽的增加，还大力推动利用不同的 3D 和 2.5D 技术共同封装电子和光子 IC，以减少寄生电阻。对于3D 和 2.5D 连接，根据连接密度、成本和复杂性，有多种选择。设备、计量和 EDA 基础设施也需要成熟，以推动标准化并降低成本以实现更广泛的采用。

　　答：imec设计技术协同优化(DTCO) 计划致力于跨逻辑、内存和 3D 的设计基准测试，为未来节点构建受技术影响的工艺设计套件 (PDK)。在系统技术协同优化(STCO) 计划中，我们使用这些研究 PDK 来解决内存墙和电源墙等系统挑战。例如，我们致力于特定领域 SoC 的 3D 分区，并执行多尺度热分析，包括不同的冷却解决方案和混合内存实现。

　　为了解决 3D 技术的成熟问题，我们与主要设备供应商密切合作，并与 Cadence 合作，以实现线D SoC 分区所需的电子设计自动化 (EDA) 工具。

　　答：在逻辑上，我们继续探索和基准测试各种用于实现 CFET 器件的集成和模块选项，这些选项有望实现 4T 标准单元设计。在后端，在高纵横比金属线中加入气隙以实现 RC 缩放方面取得了进展。在量子计算领域，我们致力于降低硅自旋量子比特器件中的电荷噪声 ，这对于量子计算的高保真量子比特操作非常有前景。

　　随着光学 IO 支持的数据速率增加，电子 IC 和光子 IC 使用共同封装的光学器件更紧密地集成以减少寄生效应。我们正在开发新模块，以使共同封装的光学器件成为现实。

　　在主动式存储器计划中，我们不断提高 IGZO（铟镓锌氧化物）器件的器件性能和可靠性，这将在未来的规模化 DRAM 架构中发挥关键作用。在我们的存储计划中，我们继续为存储应用推动传统的全方位门控3D NAND 闪存扩展路线图。

　　答：Imec 对可持续发展采取了广泛而全面的方法。在我们的运营中，我们计划到2030 年将我们的碳足迹减少 65%，并且我们正在朝着这个目标迈进。此外，我们通过强大的安全文化促进健康的工作与生活平衡，并将联合国可持续发展目标作为研究项目的指南针。我们对绿色氢和光伏等可再生能源的生产进行研究。

　　去年，我们启动了可持续半导体技术和系统(SSTS) 计划，旨在量化和减少半导体制造在逻辑、内存和 3D 集成流程中的碳足迹。

　　我们的可持续半导体技术和系统 (SSTS) 计划旨在量化和减少半导体制造的碳足迹。

　　我们的目标是汇集整个半导体生态系统来应对这一全球性挑战。到目前为止，苹果、亚马逊、微软、ASM、ASML、栗田、Screen、Tokyo Electron 等多家领先合作伙伴已加入该计划。我们希望尽快宣布其他几家设备、代工厂和系统合作伙伴。我们正在与SEMI 可持续发展咨询委员会合作，广泛分享经验教训和最佳实践方法，以鼓励行业领导者采用。