На прошедшей на этой неделе на Гавайях конференции VLSI 2026 по технологиям и микрочипам исследовательский центр Imec Semiconductor (Бельгия), производитель литографического оборудования ASML (Нидерланды) и производитель микросхем TSMC (Тайвань) объявили о запуске коммерческого процесса производства транзисторов с использованием двумерных материалов.

Три крупнейшие компании объявили об успешном исследовании и производстве вспомогательных транзисторов nFET и pFET на одной и той же стандартной кремниевой пластине диаметром 300 мм с ультрамалым расстоянием между затвором и выводами в 50 нм. Это первый случай, когда вспомогательные транзисторы 2D достигли такого размера с использованием технологического процесса, совместимого с современными промышленными предприятиями по производству микросхем.

Согласно Tom’s Hardware, более 50 лет мировая индустрия микросхем работала в соответствии с законом Мура, стремясь уменьшить размеры транзисторов, чтобы вместить больше компонентов в микропроцессоры, делая компьютеры быстрее, дешевле и энергоэффективнее. Однако кремний — основной материал современных процессорных чипов — достигает своих физических пределов. Когда транзисторы становятся слишком маленькими, ток начинает просачиваться через разделяющие их барьеры, что приводит к потере энергии, выделению тепла и снижению производительности устройства. Ранее индустрия микросхем откладывала достижение этого предела с помощью архитектур FinFET или Gate-All-Around (GAA), но эксперты сходятся во мнении, что для продолжения процесса миниатюризации микросхем необходим новый материал.

Двумерные материалы являются многообещающим кандидатом. В отличие от традиционных трехмерных материалов, двумерные материалы имеют толщину всего в несколько атомных слоев. Благодаря своей чрезвычайной тонкости они позволяют гораздо лучше контролировать поток тока через транзисторы, исключая утечку мощности. Самой большой проблемой на протяжении многих лет был перенос двумерных материалов из лаборатории в заводские условия. Создание нескольких тестовых чипов сильно отличается от производства миллиардов транзисторов на большой кремниевой пластине с низким уровнем ошибок.

Прорыв для альянса Imec, ASML и TSMC заключался в оптимизации этого процесса. Объединив технологию EUV-литографии ASML с инвертированной архитектурой тонкопленочных транзисторов, они сократили длину канала до 28 нм. В результате процент стабильно работающих транзисторов достиг 94% по всей 300-мм пластине.

Этот впечатляющий успех также стал возможен благодаря сотрудничеству трех крупнейших игроков в глобальной цепочке поставок полупроводников. Imec проводит углубленные исследования, ASML поставляет собственное производственное оборудование, а TSMC обладает лучшими на сегодняшний день возможностями для крупномасштабного производства.

Участие ASML гарантирует, что новые 2D-транзисторы можно будет производить с использованием существующих машин для EUV-литографии. Крупным производителям микросхем не придется сносить и перестраивать многомиллиардные мегафабрики, чтобы не отставать от новых технологий. Между тем, присутствие TSMC, производителя микросхем для Apple, Nvidia, AMD и других, подтверждает, что эта технология обладает огромным коммерческим потенциалом, а не только теоретическим.

Взрывной рост искусственного интеллекта приводит к тому, что центры обработки данных потребляют огромное количество электроэнергии. Со стороны пользователей, функции ИИ, работающие непосредственно на устройствах, также требуют мощных чипов и больших батарей. Ожидается, что транзисторы на основе 2D-материалов станут ключом к решению этой проблемы. Благодаря возможности работать с высокой эффективностью при меньшем потреблении энергии, эта технология обещает создать смартфоны с превосходным временем автономной работы, тонкие и легкие ноутбуки без вентиляторов охлаждения, а также суперкомпьютерные системы с искусственным интеллектом, обрабатывающие данные с молниеносной скоростью.

Однако коммерциализация 2D-чипов вряд ли произойдет в ближайшие несколько лет. Путь от оптимизации процесса до массового производства в полупроводниковой промышленности обычно занимает десятилетия. Эксперты прогнозируют, что первые коммерческие применения 2D-материальных чипов появятся уже в 2030-х годах, начиная со специализированных высокопроизводительных вычислительных систем, а затем получив широкое распространение в массовых мобильных устройствах.

( По данным vnexpress.net ).

Источник: https://baodongthap.vn/asml-tsmc-va-imec-che-tao-thanh-cong-bong-ban-dan-vat-lieu-2d-a242337.html