Десятилетиями производители полупроводников повышали производительность, уменьшая транзисторы. Однако когда эти компоненты достигают размеров отдельных атомов, их производство становится невероятно сложным и дорогим. Кроме того, они начинают страдать от «квантовой утечки»: ток продолжает течь даже тогда, когда транзистор должен быть выключен. Это приводит к потере энергии и выделению избыточного тепла.
Именно здесь на помощь приходят двумерные материалы — кристаллические пленки толщиной в один или несколько атомов. Электроны движутся через них с гораздо меньшим сопротивлением, а переключение между состояниями «вкл» и «выкл» происходит намного четче, чем в объемном кремнии. Вдобавок, двумерные полупроводники эффективнее размещать в несколько слоев, увеличивая вычислительную мощность и плотность памяти без существенного роста площади чипа.
Однако переход от лабораторных образцов к промышленному производству оказался чрезвычайно сложной задачей, пишет SCMP.
Специалисты «Юаньцзивэй» разработали технологию производства вычислительных устройств на основе двумерных полупроводников. Новая 8-дюймовая пилотная линия охватывает всю последовательность производственного процесса, от подготовки двумерных полупроводников до интеграции их в конечное устройство. Кроме того, поддерживается этап tape-out — передача готовой схемы на фабрику для пробного выпуска пластины, финальная стадия проектирования чипа перед запуском в производство.
Разработка позволяет преодолеть одно из главных препятствий в применении двумерных полупроводников: необходимость доказать, что такие материалы толщиной в один атом можно стабильно производить в масштабах, востребованных полупроводниковой индустрией.
Компания планирует к 2029 году выйти на уровень производства, эквивалентный 5-нм техпроцессу, не прибегая к EUV-литографии. Если линия окажется коммерчески жизнеспособной, Китай откроет независимый путь к производству передовых чипов.
На смену кремнию приходят сверхширокозонные полупроводники, способные работать при экстремальных температурах и напряжениях. Китай решил создать собственную полную производственную цепочку для полупроводников четвертого поколения, инвестировав $210 млн в новый производственный кластер в Чжэнчжоу.
